DE102009056335A1

DE102009056335A1 - Vorrichtung zur Förderung und Lagerung von Schüttgütern in Massengutfrachtern

Info

Publication number: DE102009056335A1
Application number: DE102009056335A
Authority: DE
Inventors: Harald Dr. Wilms; Stefan Bier
Original assignee: Zeppelin Silos and Systems GmbH
Current assignee: Zeppelin Systems GmbH
Priority date: 2009-12-01
Filing date: 2009-12-01
Publication date: 2011-06-09
Also published as: JP2011116361A; KR20110061510A

Abstract

Vorrichtung zur Förderung und Lagerung von Schüttgütern in Bunkern von Schiffskörpern, insbesondere Massengutfrachtern, dadurch gekennzeichnet, dass der bodenseitige Auslauf des Bunkers schlitzförmig als Austragsschlitz ausgebildet ist, in dem eine Austragsvorrichtung angeordnet ist, die das Schüttgut entlang der Länge des Austragschlitzes in eine sich darunter befindliche Längsförderleitung dosiert, aus der das Schüttgut pneumatisch oder mechanisch weiterbefördert wird.

Description

Schiffe werden zunehmend für den Transport von schüttgutförmigen Massengütern eingesetzt. Hierbei geht es nicht nur um pulverförmige Schüttgüter wie Zement oder Alumina, sondern auch um körnige Schüttgüter wie Getreide, Malz oder Granulate. Die Einzelteilchen dieser Schüttgüter haben eine Teilchengröße im Bereich einiger Millimeter und lassen sich somit nicht einfach fluidisieren. Derartige Schüttgüter werden üblicherweise mit Saughebern, Baggern, vertikalen Förderschnecken oder becherwerkartigen Förderern vertikal aus den Schiffsluken an Land gefördert. Die Schiffsluken sind dabei i. d. R. während des Entleerungsvorganges geöffnet, so dass eine Verschmutzung mit anderen Produkten oder mit Feuchtigkeit nicht ausgeschlossen werden kann.
Mit dem Gegenstand der DE 2045749 A1 wird ein Massengutfrachter zur Entladung von Getreide dargestellt, bei dem das Schüttgut zu einem drucklosen Behälter (Schiffsbunker) ein benachbarte Schiff übertragen werden soll.
Dabei wird mit einem konzentrisch angeordneten Doppelrohr, bestehend aus einem äußeren Mantel und einem davon getrennten inneren Mantel, ein äußerer Luftstrom in die Bunkerkammer eingeleitet und vor der Schüttgut-Einlassöffnung des inneren, konzentrischen Rohrs ist ein Drehflügelorgan angeordnet, welches eine Förderung des Schüttgutes aus dem Bunker in das innere Rohr bewirken soll.
Solche Vorrichtung ermöglicht nicht die restlose Entleerung des Inhaltes des Schiffsbunkers, ohne dass manuelle Arbeit eingesetzt wird. Damit besteht jedoch der Nachteil, dass der Schiffsbunker durch Mitarbeiter und Gerätschaften verunreinigt werden kann.
Mit dem Gegenstand der US 5,454,340 ist eine weitere Vorrichtung zur Förderung und Lagerung von nassen Schüttgütern in Massengutfrachtern bekannt geworden, bei der ein längsschiffseitiges Förderband einer wasserdichten Absperrung eines Aufgabeorgans gegenüberliegt. Damit ist jedoch die restlose Entleerung eines Schiffsbunkers unter Vermeidung von Verunreinigungen nicht möglich.
Mit dem Gegenstand der US 4,483,655 ist ein weiterer Massengutfrachter bekannt geworden, bei dem längsschiffseitig am Boden des jeweiligen Bunkers ein Längsförderer in Form eines Förderbandes angeordnet ist, welches das Schüttgut über bestimmte Umlenkstrecken von dem einen Schiff in ein anderes fördert.
Aus der Druckschrift ist ebenfalls nicht bekannt, wie eine restlose und saubere Entnahme des Schüttgutes aus dem Bunker des Massengutfrachters zu bewerkstelligen ist.
Einige Produkte, wie beispielsweise Kunststoff-Granulate oder andere Produkte der chemischen oder Nahrungsmittel erzeugenden Industrie müssen jedoch vollständig sauber und kontaminationsfrei in die Schiffsbunker gefördert, mit den Schiffen transportiert und anschließend wieder aus diesen Bunkern entnommen und in Silos an Land umgeschlagen werden. Diese Produkte werden momentan in „Kleingebinden” wie z. B. Säcken, Oktabins, Containern, Einzelverpackungen etc. verpackt.
Aufgabe der Erfindung
Für diese Anwendungen gilt es, ein Entleerungssystem zu entwickeln, das gleichzeitig der Anforderung genügt, die Schiffsbunker aus Stabilitätsgründen (Schwerpunktlage) möglichst tief in das Schiff zu legen und das Schiffsvolumen optimal auszunutzen. Nicht zuletzt soll eine vollständige Entleerung allein durch Schwerkraftfluss erreicht werden.
Diese Aufgabe wird durch die vorliegende Erfindung gelöst.
Beschreibung der Erfindung
Um das Schiffsvolumen und die Kontur des Schiffes optimal auszunutzen, soll der ins Schiff eingebaute Bunker zur Aufnahme des Schüttgutes möglichst weitgehend der Schiffsform angepasst sein. Dies ist bei Tankschiffen für Flüssigkeiten einfach möglich, da eine Flüssigkeit von selbst immer zu der am tiefsten Punkt angeordneten Entleerungsöffnung fließt und von dort abgepumpt werden kann. Anders sieht es dagegen bei Schüttgütern aus. Diese fließen nur dann zu einer tief gelegenen Entnahmestelle, wenn die dorthin führenden Trichterwände steil genug sind (und entsprechend dem zu lagernden Schüttgut dimensioniert sind.).
Hierbei hat sich gezeigt, dass die Wände eines rechteckigen Schlitzbunkers zur Restlosentleerung flacher ausgebildet sein dürfen als die Trichterwände eines runden Auslauftrichters. Dementsprechend sollen die Bunker im Schiff rechteckig mit im unteren Teil geneigten, ebenen Wänden ausgeführt werden. Dabei hat sich eine Wandneigung gegen die Horizontale von 30–45° bei glatten Trichterwänden und frei fließenden Granulaten als ausreichend steil für eine Restlosentleerung herausgestellt. Kurz vor der Restlosentleerung kann dann das Zufließen zu dem Austragschlitz durch den zusätzlichen Einsatz von Austraghilfen, beispielsweise von Vibratoren oder Lufteinblasung, verbessert werden.
Wenn nun das Schüttgut zur Entleerung zu dem schlitzförmigen Auslauf hinströmt, dann muss es noch in ein Fördergerät eingespeist werden. Für die Förderung von derartigen granulären Schüttgütern bietet sich die pneumatische Förderung an.
Hierbei kann die Luft durch die Förderleitung entweder mittels eines Sauggebläses gesogen werden, so dass die Förderleitung im Vergleich zur Umgebungsluft im Unterdruck betrieben wird; oder die Luft kann mittels eine Druckgebläses in die Förderleitung gedrückt werden, so dass in der Förderleitung ein Überdruck vorliegt. Die letztere Variante erfordert, dass der Eintrag in die Förderleitung über ein gedichtetes Eintragssystem erfolgt, damit nicht zu viel von der Förderluft als Leckluft in den Schüttgutbunker entweicht.
Für derartige Aufgaben werden erfindungsgemäß Zellenradschleusen eingesetzt, bei denen das Schüttgut (ähnlich wie bei einer Drehtür) in vertikaler Richtung von oben in sich drehende Kammern eines Rotor fällt, von dem Rotor mittels einer Drehbewegung durch ein Gehäuse in eine untere Position gedreht wird, und von dort wieder per Schwerkraft in die Förderleitung fällt, wo das Schüttgut dann beispielsweise durch die Luftbewegung oder einen mechanischen Transport weiter bewegt wird.
Hierbei dient die Zellenradschleuse einerseits der Verringerung der nach oben strömenden Leckluft und andererseits der Dosierung des Schüttgutes in die Förderleitung, weil in diese pro Zeiteinheit nur eine begrenzte Schüttgutmenge eingetragen werden darf. Aufwendige Abdichtungssysteme dienen dabei zur Verringerung der Leckluftmenge. Könnte diese begrenzende Dosierfunktion nicht mit der Zellenradschleuse realisiert werden, so würde eine zu große Schüttgutmenge in die Förderleitung eingetragen und der Luftstrom wäre nicht mehr in der Lage, die Schüttgutmenge zu transportieren und die Förderleitung würde verstopfen.
Bei der pneumatischen Saugförderung ist die dichtende Wirkung der Zellenradschleuse nicht erforderlich, sehr wohl ist aber auch hier eine limitierende Dosierung der Schüttgutmenge in die Förderleitung erforderlich.
Zellenradschleusen haben in der Regel einen runden, quadratischen oder einen leicht rechteckigen Einlauf. Das Verhältnis von der Länge des Zellenrades zu seinem Durchmesser liegt bei den bekannten Anwendungen unterhalb von 2. Sie werden somit unter entsprechend konfigurierten Silo-/Behälterausläufen eingesetzt. Bei der Erfindung werden die an sich bekannten Zellenradschleusen unter – bevorzugt rechteckigen, lang gestreckten – Bunkern im Schiffskörper mit Schlitzausläufen eingesetzt. Eine solche Konstruktion wird im Folgenden auch als Schlitzbunker bezeichnet.
Unter Schlitzbunkern werden in der Regel lang gestreckte Austragorgane wie Schnecken, Förderbänder, Trogkettenförderer oder verfahrbare Räumräder eingesetzt. Langgestreckte Zellenradschleusen zum Austrag von Schüttgütern aus Schlitzbunkern sind jedoch nur insoweit bekannt, um eine parallel und tiefer zur Zellenradschleuse verlaufende Förderschnecke über der gesamten Schlitzlänge gleichmäßig zu befüllen.
In der vorliegenden Erfindung wird eine derartige, lang gestreckte Zellenradschleuse dazu verwendet, Schüttgut nicht in eine Förderschnecke zu dosieren, sondern in die Leitung einer pneumatischen Förderung einzutragen. Da eine derartige, lang gestreckte Zellenradschleuse aufgrund ihrer Baulänge weder eine gute Dichtwirkung aufweist noch einen großen Druckunterschied aushalten kann, wird für eine derartige pneumatische Förderung vorzugsweise eine Saugförderung bevorzugt. Die lang gestreckte Zellenradschleuse wird benutzt, um das Schüttgut aus dem – vorzugsweise rechteckigen – Bunker in die pneumatische Förderung einzutragen. Mittels der pneumatischen Förderung wird das Schüttgut von unterhalb der Bunker nahe des Schiffsbodens in eine Empfangsstation an Deck des Schiffes oder an Land gefördert.
In einer alternativen Ausführung ist es vorgesehen, dass eine lang gestreckte Zellenradschleuse in eine Förderschnecke fördert, an deren Ende eine Einspeisung mittels eines gedichteten Einspeiseorgans (Zellenradschleuse, Druckgefäß) in eine pneumatische Druckförderung erfolgt. Die Schnecke ist jedoch nur bedingt für Polymere geeignet, weil mit Granulaten ein Verkeilen und ein unerwünschter Abrieb erzeugt wird. Statt der horizontalen Förderschnecke kann auch ein anderer mechanischer Förderer wie beispielsweise ein Rohrkettenförderer zum Einsatz kommen.
Die Abmessungen eines Bunkers im Schiff können recht große Ausmaße annehmen, insbesondere bei Schiffen mit mehr als 100 m Länge und mehr als 30 m Breite. Häufig wird deshalb bei derart großen Schiffen eine Unterteilung in einzelne Bunker, sowohl in Schiffslängsrichtung als auch über die Breite des Schiffes, vorgenommen. Auch bei einem Bunker mit einer Länge von mehr als 4 m ist es kaum möglich, eine einzelne Zellenradschleuse mit dieser Länge einzusetzen. In diesen Fällen wird der lang gestreckte Schlitzbunker dann mittels quer zur Längsachse des Bunkers verlaufenden Quersätteln in mehrere Auslaufabschnitte unterteilt, die jeder mit einer eigenen Zellenradschleuse ausgerüstet sind und das Schüttgut in eine gemeinsame oder, zur Erhöhung der Austragleistung, getrennte Förderleitungen einspeisen.
Um den Querschnitt des Bunkers dem Schiffsquerschnitt möglichst gut annähern zu können, weist eine besonders bevorzugte Ausführung mehrere, parallel zueinander verlaufende Auslaufschlitze mit jeweils eigenen, wie oben beschrieben arbeitenden, Austragsorganen auf. Die einzelnen Austragschlitze sind durch längsgerichtete Sättel voneinander getrennt. Diese Sättel weisen ebenso wie die äußere Trichterwandneigung die bevorzugte Wandneigung von etwa 30–45° auf. Dadurch wird die Breite des Einzugsbereiches von jedem Austragschlitz reduziert und die Höhe der konvergenten Zone (Trichterhöhe) verringert. Dies führt dazu, dass die Querschnittsform des Schiffes im unteren Bereich besser mit dem Bunker ausgefüllt werden kann und der Schwerpunkt des Schiffes in vorteilhafter Weise tiefer gelegt wird.
Im Bereich der Schnittkanten zwischen sich kreuzenden Satteleinbauten ist darauf zu achten, dass die Schnittkante dieser geneigten Sattelflächen steil genug ist, um das Ausfließen entlang dieser Schnittkante zu ermöglichen. Dazu müssen die Seitenflächen eines Satteleinbaus jeweils steiler als die anderen Sattelwände ausgeführt werden.
In einer anderen Ausführungsvariante wird die lang gestreckte Zellenradschleuse durch eine Förderschnecke ersetzt, wobei die Förderkapazität dieser Förderschnecke in Förderrichtung zunehmen muss, beispielsweise durch eine steigende Schneckensteigung, einen abnehmenden Kerndurchmesser, einen zunehmenden Außendurchmesser oder eine Kombination aller dieser Maßnahmen. Auch hierbei kann der Bunker in der Längsrichtung wiederum durch Quersättel in mehrere Abschnitte unterteilt werden, und ebenso können mehrere parallel verlaufende Austragschlitze in der oben beschriebenen Weise realisiert werden.
Die dargestellte Bunkerform mit Austragtechnik für schlitzförmige Ausläufe aus lang gestreckten Bunkern kann selbstverständlich nicht nur in Schiffen angewendet werden, sondern auch bei anderen stationären oder mobilen Bunkeranlagen, beispielsweise bei Transportfahrzeugen, Eisenbahnwaggons, Umschlaganlagen, und dergleichen.
Wesentliches Merkmal der Erfindung ist, dass der bodenseitige schlitzförmige Auslauf mit einer Austragsvorrichtung versehen ist, die das Schüttgut entlang der Länge des Austragsschlitzes gleichmäßig in eine sich darunter befindliche Förderanlage dosiert.
Damit wird der wesentliche Vorteil erreicht, dass nun eine saubere Entnahme eines Schüttgutes möglich ist, ohne dass hierbei Reste im Bunker und in den Entnahmeorganen übrig bleiben. Deshalb ist die vorliegende Erfindung besonders auf Schüttgüter gerichtet, die besonders sauber entnommen werden müssen, wie z. B. Kunststoffgranulate, pharmazeutische Produkte, aufbereitete Nahrungsmittel und dergleichen Produkte.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Austragsvorrichtung eine lang gestreckte Zellenradschleuse ist und das Schüttgut in eine pneumatische Förderleitung dosiert wird.
Alternativ wird bevorzugt, wenn das Schüttgut in eine Förderschnecke oder einen Rohrkettenförderer dosiert wird.
In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die lang gestreckte Austragsvorrichtung eine Förderschnecke mit in Förderrichtung steigender Kapazität ist und am Ende der Förderschnecke eine Einspeisung in eine pneumatische Förderung erfolgt.
Ferner ist bevorzugt, wenn durch die Unterteilung des Bunkers in Querrichtung mittels lang gestreckter Sättel (Satteleinbauten) der Trichter in vertikaler Richtung verkürzt und damit im unteren Bereich des Bunkers eine bessere Anpassung an die Querschnittsform des Schiffes erfolgen kann.
Ferner wird bevorzugt, wenn der Schwerpunkt des Bunkers im Schiff tiefer als bei nur einem Schlitzauslauf liegt. ?? (Hier geht es doch darum, dass der Schwerpunkt des Schiffes beim Einsatz von Bunkern mit mehrerer Sättel reduziert werden kann)
In einer weiteren Ausgestaltung wird bevorzugt, wenn der oder die Austragschlitze in Längsrichtung des Bunkers durch quer verlaufende, sattelförmige Einbauten in Einzelabschnitte unterteilt wird oder werden und jeder Teilabschnitt eine eigene Austragvorrichtung erhält. Muss hier schon der hinweis auf die Variante mit den quer zur Schiffslängsachse eingebauten rechteckigen Bunkern erfolgen? Dies ist bislang nur im letzten Abschnitt vor der Zeichnungslegende erwähnt.
Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern auch aus der Kombination der einzelnen Patentansprüche untereinander.
Alle in den Unterlagen, einschließlich der Zusammenfassung offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellte räumliche Ausbildung, werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich einen Ausführungsweg darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.
Es zeigen:
1: schematisiert einen Schnitt durch einen Massengutfrachter mit einer schiffseitigen Entnahmevorrichtung
2: um 90° gedrehter Schnitt durch die Anordnung nach 1 jedoch mit der Darstellung nur eines Bunkers
3: Draufsicht auf den Bunkerboden eines Bunkers nach 1 oder 2, jedoch mit 2 parallelen Austragschlitzen in jedem Bunker
4: perspektivische Darstellung der Anordnung nach 1 bis 3 unter Hinzunahme weiterer Einzelheiten
5: ein Teilschnitt in perspektivischer Darstellung durch den Längsförderer
6: abgewandeltes Ausführungsbeispiel eines Längsförderers
7: ein weiteres abgewandeltes Ausführungsbeispiel eines Längsförderers
8: ein weiterer Längsförderer in Stirnansicht
9: ein erstes Ausführungsbeispiel einer Förderschnecke
10: ein zweites Ausführungsbeispiel einer Förderschnecke als Längsförderer
11: ein drittes Ausführungsbeispiel einer Förderschnecke als Längsförderer
12: ein weiteres abgewandeltes Ausführungsbeispiel mit einem Rohrkettenförderer als Längsförderer
13: zeigt schematisiert eine langgestreckte Austragsvorrichtung, wobei mehrere Längsförderer in einer Reihe angeordnet sind
14: schematisiert einen Querschnitt durch einen Bunker mit längsschiffsseitiger Austragung
15: schematisiert ein horizontaler Schnitt durch ein Schiff mit Draufsicht auf zwei Bunker mit querschiffsseitiger Austragung
In 1 ist allgemein ein Schiffskörper 1 dargestellt, der im gezeigten Ausführungsbeispiel aus einer Doppelwand 2 besteht. Hierauf ist die Erfindung jedoch nicht beschränkt. Den Schiffskörper können auch Einfachwände ausbilden. Die Doppelwandstruktur des Schiffskörpers 1 kann jedoch auch zu Isolierungszwecken verwendet werden, um in den Bunkern 3, 4 den Inhalt (Schüttgut 6) in geeigneter Weise zu temperieren.
In 1 ist ferner gezeigt, dass eine schiffsseitige (am oberen Deck des Schiffes angeordnete) Entnahme des Schüttgutes 6 aus den beiden Bunkern 3, 4 erfolgt. Hierauf ist die Erfindung jedoch nicht beschränkt. Die oberhalb der Bunker 3, 4 angeordnete Entnahmevorrichtung kann auch landseitig angeordnet sein.
Im Ausführungsbeispiel nach 1 und 2 (2 zeigt nicht die parallel zueinander angeordneten Bunker, es können jedoch mehrerer Bunker hintereinander liegen) sind jedenfalls zwei zueinander parallele Bunker 3, 4 angeordnet, wobei die bodenseitige Entnahmevorrichtung und die oberhalb des jeweiligen Bunkers 3, 4 angeordnete Weiterfördereinrichtung jeweils identisch ausgebildet sind.
Für die Beschreibungszwecke des vorliegenden Beschreibungsteils reicht es deshalb aus, jeweils nur einen einzigen Bunker 3, 4 mit seiner zugeordneten bodenseitigen Entnahmevorrichtung und den zugeordneten oberhalb der Bunker 3, 4 angeordneten Weiterfördervorrichtungen zu beschreiben.
Gemäß 1 und 2 (der Schiffsboden ist nicht in 2 dargestellt) ist oberhalb des Schiffsbodens 7 ein Bunkerboden 8 angeordnet, der möglichst trichterförmig in einen bodenseitigen Austragsschlitz 51 mündet, in dem abdichtend ein Drehförderer 9 angeordnet ist.
Die Längsachse des Austragsschlitzes 51 und die des Drehförderers 9 sind parallel und bevorzugt längsschiffseitig ausgerichtet. Hierauf ist die Erfindung nicht beschränkt, in einer anderen Ausgestaltung können die Längsachsen auch querschiffsseitig ausgerichtet sein.
Wichtig ist, dass das Schüttgut 6 schwerkraft-bedingt vertikal nach unten gerichtet in den Austragsschlitz 51 und damit in den Arbeitsbereich des den Austragsschlitz 51 ausfüllenden Drehförderers 9 gelangt. Von diesem wird das Schüttgut 6 durch die Dosierwirkung des Drehförderers 9 dosiert und vertikal nach unten in die unterhalb des Drehförderers 9 anschließende Längsförderleitung 27 gefördert. Die Längsförderleitung 27 muss nicht unbedingt genau vertikal unterhalb des Drehförderers 9 angeordnet sein. In einer anderen Ausführung kann die Längsförderleitung auch schräg unterhalb oder in horizontaler Richtung neben dem Drehförderer 9 angeordnet sein. Es kommt also lediglich auf eine schüttgutleitende Verbindung zwischen dem Drehförderer 9 und der Längsförderleitung 27 an.
Deshalb fällt das Schüttgut 6 von dem Längsfördergehäuse 35 (siehe 5) schwerkraftbedingt in die längsschiffseitig verlaufende Längsförderleitung 27, die ihrerseits in jeweils eine stirnseitig angeordnete Saugförderleitung mündet, wobei die Saugförderleitung 10 des einen Bunkers 3 von der Saugförderleitung des anderen Bunkers 4 getrennt ist und die beiden Saugförderleitungen in Form eines Bündels 11 durch den Zwischenraum 5 zwischen den Bunkern 3, 4 nach oben geführt sind. (Die Abförderung kann jedoch auch an den Außenseiten oder Stirnseiten des jeweiligen Bunkers erfolgen).
Die 1 zeigt eine Verzweigung 12 des Rohrbündels 11, wobei jeder der Saugförderleitungen 10 eine eigene Weiterfördervorrichtung zugeordnet Ist.
Gemäß 1 (oberer Teil der Abbildung) besteht die deckseitige Weiterfördervorrichtung aus dem Abscheider 13, der entweder als Zyklon oder als Filter ausgebildet sein kann und dem das Fördergut in Förderrichtung 30 zugeführt wird. Dem Abscheider 13 ist ein Gebläse 15 und eine Reingasleitung 14 zugeordnet.
Am unteren Auslass des Abscheiders 13 ist eine Leitung 19 angeordnet, die in eine Zellenradschleuse 17 oder ein anderes geeignetes Förderorgan mündet, über welches das Schüttgut mit Hilfe des Druckgebläses 16 in die Förderleitung 21 gefördert wird, wobei diese Förderleitung bei Bedarf flexible Verbindungen 28 aufweisen kann. Wird der Abscheider 13 noch zusätzlich als Befüllorgan für den Bunker 3, 4 verwendet, so wird noch zusätzlich die Weiche 18 und die Leitung 20 benötigt, welche das einzufüllende Füllgut von oben in den jeweiligen Bunker 3, 4 durch Schwerkraft einfallen lässt.
Gemäß den 1 und 2 wird somit das Schüttgut 6 in Fließrichtung 29 gegen den Bunkerboden 8 absinken, wobei die hier gezeigten Drehförderer 9 durch jeweils einen Antrieb 24 drehend angetrieben sind. Der jeweilige Antrieb 24 ist hierbei im Bereich eines Quersattels 22 – abgedichtet vom Schüttgut – angeordnet, der oberhalb des Schiffsbodens 7 innerhalb der Bunker 3, 4, angeordnet ist. Die Quersättel 22 dienen dazu, die Länge des Drehförderers 9 kürzer zu gestalten als vergleichsweise die Gesamtlänge des Bunkers 3, 4, um eine bessere Lagerung zu erreichen und unerwünschte Torsionen des Drehförderers 9 zu verhindern.
Außerdem wird damit erreicht, dass man abschnittsweise einzelne Kammern in einen Bunker 3, 4 entleeren kann.
Die Erfindung ist nicht auf das keilförmige Profil und en durch parallel zum Drehförderer 9 verlaufenden Trichterwänden des Bunkerbodens 8 beschränkt, (obwohl in 1 die Trichterkante 23 erkennbar ist). Statt eines keilförmigen Bodens mit parallelem Austragschlitz 51 können andere, in Längsrichtung des Bunkers 3, 4 trapez- oder dreieckförmig verlaufende Austragschlitze mit variabler Breite eingesetzt werden, bei denen es nur darum geht, dass das Schüttgut 6 möglichst störungsfrei in den Mittenbereich des Bunkerbodens und den dort angeordneten Drehförderer 9 einfließt.
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht darauf beschränkt, den Drehförderer 9 im Längsmittenbereich des jeweiligen Bunkers 3, 4 anzuordnen. Ebenso kann die Längsachse des Drehförderers 9 versetzt zur Längsmittenachse des Bunkers 3, 4 angeordnet werden, wie dies beispielsweise in den 3 und 4 dargestellt ist.
Die einzelnen Längssättel 25 sind gemäß den 2 und 3 durch Quersättel 22, welche senkrecht hierzu verlaufen, unterbrochen.
Die Steilheit der keilförmig verlaufenden Quersättel 22 ist so eingestellt, dass das Schüttgut schwerkraftbedingt ohne weiteres Hemmnis in Fließrichtung 29 auch über die keilförmigen Quersättel 22 und deren Schnittkante in den Bereich der bodenseitig angeordneten Drehförderer 9 fließen kann.
Die Zufuhr sauberer Luft in die Längsförderleitung 27 erfolgt hierbei über einen Ansaugfilter 26. Der Ansaugfilter 26 muss jedoch nicht in Bodennähe des Bunkers 3, 4 angeordnet sein, sondern er kann auch erhöht an der Schiffsseite angeordnet sein.
Auf jeden Fall wird das Füllgut über die in 2 schematisiert dargestellten und hintereinander angeordneten Drehförderer 9 nach unten in die Längsförderleitung 27 gefördert und dort in Förderrichtung 31 abtransportiert.
Die Erfindung ist nicht darauf beschränkt, dass in einem Bunker 3, 4 mehrere durch entsprechende Quersättel 22 abgeteilte Förderkammern gebildet sind.
Es kann in einer anderen Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass die Quersättel 22 entfallen und nur ein einziger, sich über die gesamte Länge des Bunkers 3, 4 erstreckender Drehförderer 9 vorhanden ist.
Die 3 zeigt als weiteres Ausführungsbeispiel, dass in einem Bunker 3, 4 mehrere parallel zueinander angeordnete Drehförderer 9 angeordnet sind, die jeweils durch Quersättel 22 voneinander getrennt sind und die durch die vorher genannten Längssättel 25 miteinander verbunden sind.
Dadurch wird es insgesamt möglich, den Schwerpunkt des gesamten Schiffskörpers weit in den Bodenbereich des Schiffsbodens 7 zu verlegen, weil eine parallele Entnahme des Schüttgutes 6 an unterschiedlichen Stellen an der Bodenseite des jeweiligen Bunkers 3, 4 gegeben ist. Es werden (in vertikaler Richtung) lang ausgebildete trichterförmige Bunkerboden 8 vermieden, weil die Steilheit des Bunkerbodens nur so groß gewählt werden muss, dass ein Fließen des Schüttgutes entlang der ebenen Trichterwand des Bunkerbodens 8 gewährleistet ist. Aus diesem Grund kann auf einen steilen Bunkerboden verzichtet werden und die Bunkerböden 8 sind relativ flach ausgebildet. Damit ergibt sich der Vorteil, dass das Schüttgut mit seinem Schwerpunkt nahe an den Schiffsboden 7 verlagert wird, insbesondere bei einer Ausführung des Bunkers 3 mit einem Längssattel 25 und mehreren Austragschlitzen 51, wie in 3 dargestellt. Selbstverständlich sind auch mehrere Längssättel und entsprechend zahlreichere Austragschlitze vorstellbar. Es wird im Übrigen eine bessere Ausnutzung der Schiffshülle des Schiffskörpers 1 erreicht.
Die 3 zeigt die jeweilige, stirnseitige Trichterwand 32 als längsseitige Begrenzung des Bunkerbodens 8 des Bunkers 3. Bei allen Ausführungen wird ein Längen- zu Durchmesserverhältnis des Austragsschlitzes 51 und des dort angeordneten Drehförderers 9 von L/D > 3 bevorzugt.
4 zeigt nebeneinander liegende, rechteckförmige Schiffsbunker 3 mit in Längsrichtung ausgerichteten Austragsschlitzen 51 und dazu gehörenden Drehförderern 9.
In 5 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines Drehförderers 9 dargestellt, welcher bevorzugt als in längsschiffseitig verlaufende Zellenradschleuse oder Drehflügler (nachfolgend als Drehförderer bezeichnet) ausgebildet ist.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel besteht der Drehförderer 9 aus einer Mehrzahl von (warum diese Einschränkung?) am Umfang verteilt angeordneten Drehflügeln 34, die drehfest auf einer gemeinsamen Drehachse 45 befestigt sind.
Der Drehförderer 9 wird hierbei beispielsweise in Pfeilrichtung 33 drehend angetrieben.
Aus 5 ergibt sich der Vorteil der Erfindung, denn es ist erkennbar, dass das in Fließrichtung 29 von oben kommende Schüttgut in eine oder mehrere der von den Drehflügeln 34 gebildeten Kammern des Drehförderers 9 einfließt und diese Drehflügel mit geringem Abstand am Längsfördergehäuse 35 vorbeilaufen, so dass eine weitgehende Abdichtung gegen eine unerwünschte Leckluftströmung zwischen dem oberen, mit Schüttgut bedeckten Teil und der unteren, der Ableitung dienenden Längsförderleitung 27 gegeben ist.
Damit ist es erstmals möglich, Schüttgut gleichzeitig über der gesamten Länge des Austragschlitzes 51 aus den Bunkern 3, 4 abzuziehen und über den Drehförderer auf der im wesentlichen gesamten Länge der Längsförderleitung in diese Längsförderleitung 27 einzuspeisen. Die Stirnseiten 37 der einzelnen Drehflügel 34 laufen hierbei ebenfalls in geringem Abstand an den Stirnseiten 38 (in 2 gezeigt) des Längsfördergehäuses 35 vorbei, um dort ebenfalls eine weitgehende Abdichtung gegen eine unerwünschte Leckluftströmung zu erreichen.
Hieraus ergibt sich, dass nur ein sehr geringer (schmaler und eng dimensionierter) Längsspalt 36 vorhanden ist, der die geforderte saubere Abtrennung von dem Schüttgut berührten oberen Teil des Bunkers 3, 4 in Richtung auf die Längsförderleitung 27 bewerkstelligt.
Für den Fall, dass aus Lagerungsgründen eine Unterbrechung der Drehachse 45 stattfinden muss, ist es ohne Weiteres möglich, die Drehachse 45 an bestimmten voneinander beabstandeten Punkten mit einer zusätzlichen Lagerung zu versehen, weil in Längsrichtung keinerlei Förderung des Schüttgutes stattfindet und dieses Schüttgut lediglich in Fließrichtung 29 (in vertikaler Richtung) auf den längsschiffseitig angeordneten Drehförderer 9 zufließt.
In den 6, 7 und 8 sind verschiedene andere Ausführungsbeispiele von Drehförderern geschildert, wobei vorausgesetzt wird, dass für die gleichen Teile die gleichen Bezugszeichen verwendet werden und das allgemeine Umfeld des Schiffskörpers nach den 1 bis 4 gleich bleibt.
Gemäß 6 ist ein weiterer Drehförderer 39 in Form einer Spiralwendel gezeigt, bei dem die Drehflügel 40 in Längsrichtung 54 etwas spiralig oder gekrümmt verlaufen. Mit dieser Ausführungsform erhalten die Drehflügel einen bestimmten Drall 41. Damit wird der Vorteil erreicht, dass bei Drehung in Pfeilrichtung 33 das abzuführende Schüttgut einer Kammer 44 des Drehförderers 9 nicht auf einen Schlag nach unten in die Längsförderleitung 27 eingespeist wird, sondern dass es nach und nach entlang der Länge des Drehförderers in Pfeilrichtung 56 in die Längsförderleitung 27 eingebracht wird. Es handelt sich also um einen kontinuierlichen Einspeisvorgang, während das Ausführungsbeispiel nach 5 einen intermittierenden Einspeisevorgang darstellt.
In 7 ist als weiteres Ausführungsbeispiel für einen Drehförderer 42 ein in Längsrichtung 54 segmentierter Drehförderer dargestellt, bei dem die einzelnen Drehflügel 34a, 34b und 34c an den Trennplatten 43 einen Versatz gegeneinander aufweisen und somit zu unterschiedlichen Zeiten der Umdrehung das Schüttgut aus den Kammern 44a, 44b und 44c in die Längsförderleitung 27 fällt. Dadurch wird eine kleinere Portionierung des gleichzeitig in die Längsförderleitung 27 einfallenden Schüttgutes erreicht.
Dies entspricht auch weitgehend der Zielsetzung des spiralförmigen Drehförderers 39, der in 6 dargestellt ist. Die Trennplatten 43 haben ein geringes Umlaufspiel zu den nicht dargestellten Gehäusewänden. Somit verhindern die Trennplatten 43 eine Leckgasströmung entlang einer langen Spirale, wie sie bei dem Drehförderer 39 vorhanden ist.
Das Ausführungsbeispiel nach 8 zeigt andere Möglichkeit der begrenzten Einspeisung von Schüttgut in die Längsförderleitung 27. Die zwischen den Drehflügeln 34 gebildeten Kammern 44 sind teilweise durch eingebaute Abtrennungen 53 volumenmäßig verkleinert oder sogar ganz verschlossen, wie mit der Abtrennung 53c gezeigt wird. Andere Abtrennungen 53a oder 53b verkleinern die Kammern im geringeren Maße. Durch diese abgekammerten Volumina lässt sich der Schüttgutstrom, der je Umdrehung aus dem darüber liegenden Bunker 3 ausgetragen wird, begrenzen und es wird eine genauere Dosierung in die Längsförderleitung möglich. Ebenso ist es möglich, unterschiedlich stark abgekammerte Segmente am Umfang oder in Längsrichtung des Drehförderers anzuordnen und dadurch ein über der Länge und während einer Umdrehung gleichmäßiges Einspeisen von Schüttgut in die Längsförderleitung (hier nicht gezeigt) darunter zu erzielen.
Hierdurch wird eine Begrenzung des Schüttgutstromes entlang der gesamten längsschiffseitigen Förderstrecke erreicht.
Die 9 bis 13 zeigen weitere Ausführungsbeispiele von Längsförderern, wobei auch diese Ausführungsbeispiele mit den vorher genannten Ausführungsbeispielen kombiniert werden können.
Der in 9 dargestellte Drehförderer 46 besteht aus einer drehend angetriebenen Welle 45, auf der die sich in Förderrichtung 31 im Durchmesser konisch vergrößernde Schneckenwendel 49 angeordnet sind. Diese fördert das Schüttgut in Förderrichtung 31 zu einem Austrag 50, an dem die Längsförderleitung 27 oder die Saugförderleitung 10 ansetzt.
Durch die konische Zunahme des Umfangs der Schneckenwendel 49 wird erreicht, dass der Förderstrom die Förderrichtung 31 kontinuierlich zunimmt und damit ein Austrag über die gesamte Länge des Bunkers 3, 4 möglich wird.
Die 10 zeigt als weiteres Ausführungsbeispiel, dass der in 9 dargestellte Drehförderer auch einer auf der Welle 45 befestigten Schneckenwendel 49 mit zunehmender Steigung aber konstantem Durchmesser bestehen kann, so dass auch hier eine kontinuierlich zunehmende Förderkapazität des Schüttgutes in Förderrichtung 31 in Richtung auf den Austrag 50 geschieht.
Die 9 zeigt, dass das Förderrohr 47 sich konisch erweitert, während die Förderrohre entsprechend den Längsfördergehäusen 35 in den 10 und 11 zylindrisch ausgebildet sind.
Gemäß 11 ist erkennbar, dass die Welle selbst konisch zuläuft und die darauf angeordneten Schneckenwendel 49 einen gleich bleibenden Durchmesser über die gesamte Länge aufweisen.
Alle Ausführungsbeispiele der 9 bis 11 können untereinander kombiniert werden.
12 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für einen Längsförderer in Form eines Rohrkettenförderers. Hierbei werden einzelne, im wesentlichen kreisrunde Scheiben 52 mit einer gemeinsamen Kette 54 verbunden und im Verbund durch die Längsförderleitung hindurch gezogen. Das jeweils lose zwischen den Scheiben 52 liegende Schüttgut wird dabei in Förderrichtung 31 transportiert und dann einer weiteren Förderstufe, beispielsweise einer Saug- oder Druckförderung, zugeführt.
Die Erfindung ist nicht auf die längsschiffseitige Anordnung der Drehförderer 9, 39, 42, 46 beschränkt. Ebenso ist es nach einer Weiterbildung der Erfindung möglich, alle genannten Drehförderer 9, 39, 42, 46 querschiffseitig einzubauen oder auch eine Kombination von längsschiff- und querschiffseitig eingebauten Drehförderern und entsprechenden Unterteilungen der Bunkerböden zu bewerkstelligen.
Die 13 zeigt einen Austrag von Schüttgütern aus einem Bunker, wobei offen bleibt, wo der Bunker eingebaut ist. Er kann sich in einem Land-, Luft- oder Wasserfahrzeug befinden. Wichtig ist, dass die langgestreckte Austragvorrichtung aus insgesamt 3 fluchtend in einer Linie angeordneten Austragsvorrichtungen besteht, wobei jede Austragsvorrichtung aus einem Schneckenförderer entsprechend den Ausführungsbeispielen nach 9 bis 11 besteht. Jeder Schneckenförderer fördert in einen Austrag 50, der in die pneumatische Längsförderleitung mündet, an deren einen Ende die Saugluft über einen Ansaugfilter 26 angesaugt wird und in Pfeilrichtung 31 durch die Längsförderleitung strömt, um so das Gut in die Saugförderleitung 10 zu transportieren. Vorteil dieser Anordnung ist, dass insgesamt die jeweilige Länge der Austragsvorrichtung verkürzt ist, so dass eine besserer und stabilere Lagerung der voneinander beabstandeten Stirnseiten der Austragsvorrichtung gegeben ist und unerwünschte Durchbiegungen der Förderwelle der Austragsvorrichtung minimiert werden.
Die 14 zeigt ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel in der Ansicht von oben auf zwei nebeneinander angeordnete Bunker 3, 4. Dort verlaufen die Austragsschlitze 51 querschiffsseitig und sind jeweils durch Quersättel 22 und Längssättel 25 unterteilt. Somit sind jedem Bunker 3, 4 zwei parallele und im Abstand zueinander angeordnete Austragsvorrichtungen zugeordnet, die mit einem Austragsförderer nach irgendeinem der vorher genannten Ausführungsbeispiele arbeiten können.
Die 15 zeigt als weiteres Ausführungsbeispiel, dass in jedem Bunker 3, 4 auch zwei randseitig angeordnete, parallele und längsschiffseitig ausgerichtete Austragsförderer angeordnet sind, die nach irgend einer Technik der vorher genannten Ausführungsbeispiele arbeiten können. Es ist allgemein ein Drehförderer 9 dargestellt, der in eine schüttgutleitend unter dem Drehförderer angeordnete Längsförderleitung fördert. Das im Bunker 3, 4 befindliche Schüttgut wird dann durch den bodenseitig angeordneten, sich über die gesamte Längserstreckung des Bunkers 3, 4 erstreckenden Längssattel in zwei Teile geteilt. Der eine Teil rutscht über die rechte Flanke des Längssattels 25 in Richtung auf den, an der tiefsten Stelle angeordneten Drehförderer 9. Der andere Teil rutscht über die linke Flanke des Längssattels 25 in Richtung auf den an der tiefsten Stelle angeordneten linken Drehförderer 9. In einer ersten Ausführung kann es vorgesehen sein, dass sich der Drehförderer 9 ohne Unterbrechung über die gesamte Längsachse des Bunkers 3, 4 erstreckt. In einer anderen Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass mehrere Drehförderer 9 fluchtend hinter einander liegend angeordnet sind, wie dies in 13 dargestellt ist.
Bezugszeichenliste

1: Schiffskörper
2: Doppelwand
3: Bunker
4: Bunker
5: Zwischenraum
6: Schüttgut
7: Schiffsboden
8: Bunkerboden
9: Drehförderer
10: Saugförderleitung
11: Bündel
12: Abzweig
13: Abscheider (Zyklon oder Filter)
14: Reingasleitung
15: Gebläse
16: Druckgebläse
17: Zellenradschleuse
18: Weiche
19: Leitung
20: Leitung
21: Förderleitung
22: Quersattel
23: Trichterkante
24: Antrieb für 9
25: Längssattel
26: Ansaugfilter
27: Längsförderleitung
28: Flexible Verbindung
29: Fließrichtung
30: Förderrichtung
31: Förderrichtung
32: Trichterwand (Stirnwand)
33: Pfeilrichtung
34: Drehflügel (Drehförderer 9)
35: Längsfördergehäuse
36: Längsspalt
37: Stirnseite (Drehflügel 34)
38: Stirnseite (Längsfördergehäuse 35)
39: Drehförderer
40: Drehflügel
41: Drall
42: Drehförderer
43: Trennplatte
44: Kammer a, b, c
45: Drehachse
46: Drehförderer
47: Förderrohr
48: Förderschnecke
49: Schneckenwendel
50: Austrag
51: Austragsschlitz
52: Scheibe (des Rohrkettenförderers 55)
53: Abtrennung (der Kammer 44), a, b, c
54: Kette
55: Rohrkettenförderer
56: Pfeilrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 2045749 A1 [0002]
US 5454340 [0005]
US 4483655 [0006]

Claims

Vorrichtung zur Förderung und Lagerung von Schüttgütern in Bunkern (3, 4) von Schiffskörpern (1), insbesondere Massengutfrachtern, dadurch gekennzeichnet, dass der bodenseitige Auslauf des Bunkers (3, 4) als schlitzförmiger Austragsschlitz (51) ausgebildet ist, in dem eine lang gestreckte Austragvorrichtung (9, 39, 42, 46) angeordnet ist, die das Schüttgut (6) entlang der Länge des Austragschlitzes (51) austrägt und in eine schüttgutleitend damit verbundene Längsförderleitung (27) dosiert, in der das Schüttgut weiterbefördert wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderung in der Längsförderleitung (27) als pneumatische Saugförderung ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderung in der Längsförderleitung (27) als pneumatische Druckförderung ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Austragsvorrichtung eine lang gestreckte Zellenradschleuse (Drehförderer 9) ist, die das Schüttgut in die Längsförderleitung (27) dosiert.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das die Förderung in der Längsförderleitung (27) mit einer Förderschnecke oder einem Rohrkettenförder (55) erfolgt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die lang gestreckte Austragsvorrichtung zur Förderung aus dem Austragsschlitz (51) als Schneckenförderer (46, 46a, 46b, 48) mit mindestens einer Schneckenwendel (49) und mit in Förderrichtung steigender Kapazität ausgebildet ist und am Ende (Austrag 50) der Förderschnecke eine Einspeisung in eine pneumatische oder mechanische Förderung erfolgt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1–6, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Unterteilung des Bunkers (3, 4) in Querrichtung mittels lang gestreckter Längssättel (25) der Trichter in vertikaler Richtung verkürzt und damit im unteren Bereich des Bunkers (3, 4) eine bessere Anpassung an die Querschnittsform des Schiffkörpers (1) erfolgt.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwerpunkt des Bunkers (3, 4) tiefer im Schiff liegt, als bei nur einem Austragsschlitz (51)
Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Austragschlitze (51) in Längsrichtung des Bunkers (3, 4) durch quer verlaufende, Quersättel (22) in Einzelabschnitte unterteilt ist, und jedem Teilabschnitt eine eigene Austragsvorrichtung (9, 17, 39, 42, 46) zugeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Bunker (3, 4) mehrere parallel zueinander angeordnete Drehförderer (9, 17, 39, 42, 46) angeordnet sind, die jeweils durch Längssättel (25) voneinander getrennt sind und die über Quersättel (22) miteinander verbunden sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehflügel (40) des Drehförderers (39) etwa spiralig oder gekrümmt verlaufen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehförderer (42) als in Längsrichtung segmentierter Förderer mit Trennplatten (43) zwischen den Segmenten ausgebildet ist, bei dem die einzelnen Drehflügel (34a, 34b und 34c) über die Längsachse gesehen mit einem Versatz (43) gegeneinander versetzt sind und somit zu unterschiedlichen Zeiten der Umdrehung unterschiedliche Schüttgutmengen aus jedem Segment in die Längsförderleitung (27) eingetragen werden, wobei aber der Schüttgutstrom über die Gesamtlänge der Längsförderleitung kontant gehalten wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass nur einzelne Kammern des Drehförderers (42) nicht abgekammert sind und die anderen Kammern vollständig abgekammert (53c) sind, so dass durch den längsgerichteten Versatz der unterschiedlichen Kammern zu jedem Zeitpunkt nur eine geringe, aber gleichbleibende Anzahl an Kammern in die Längsförderleitung entleert wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammern des Drehförderers (42) in Längsrichtung am Umfang unterschiedlich stark abgekammert sind und in Längsrichtung Kammern mit unterschiedlicher Abkammerung aufeinander folgen, so dass im zeitlichen Mittel über der Länge ein gleichförmiger, aber gegenüber einem nicht abgekammerten Drehförderer reduzierter Schüttgutstrom dem Längsförderer zugeführt wird.