DE102012206017A1 - Mischeinrichtung sowie Mischsystem mit einer derartigen Mischeinrichtung - Google Patents
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Abstract
Eine Mischeinrichtung (1) dient zum Durchmischen von Schüttgut (31) beim Transport von diesem hin zu einer Austragsöffnung (2). Die Mischeinrichtung (1) hat einen Mischbehälter mit mindestens einem Hauptbehälter (3) und der Austragsöffnung (2). Der Mischbehälter hat weiterhin eine Mischkammer (4) in Schüttgutförderrichtung zwischen dem Hauptbehälter (3) und der Austragsöffnung (2). Mindestens ein Misch-Bypassrohr (5, 6) der Mischeinrichtung (1) steht einerseits mit einem oberen Behälterabschnitt (7) des Hauptbehälters (3) und andererseits mit der Mischkammer (4) in Schüttgut-Förderverbindung. Die mindestens eine Mischkammer (4) und das mindestens eine Misch-Bypassrohr (5, 6) haben jeweils einen Gasanschluss (14, 19, 20) zur Verbindung mit einer Gasquelle (17). Es resultiert eine Mischeinrichtung, bei der einerseits eine Durchmischung bzw. Vergleichmäßigung des Schüttguts optimiert und andererseits eine Spülung beziehungsweise Entlüftung gewährleistet ist.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Mischeinrichtung zum Durchmischen von Schüttgut beim Transport von diesem hin zu einer Austragsöffnung. Ferner betrifft die Erfindung ein Mischsystem mit mindestens einer derartigen Mischeinrichtung.
- Eine derartige Mischeinrichtung ist bekannt aus der
EP 1 533 022 A2 . Weitere Einrichtungen zum Entgasen bzw. Begasen von Schüttgut sind bekannt aus derDE 10 2004 011 324 A1 , derDE 102 51 634 B4 , derEP 2 378 230 A2 , derEP 1 846 145 B1 , derUS 5,104,229 und derCA 2,001,831 . Lagerbehälter für Schüttgut sind bekannt aus derUS 3,797,707 und derUS 6,139,241. Ein Konditionierungsbehälter für Schüttgut ist bekannt aus derDE 695 08 400 T2 . - In solchen Mischeinrichtungen können auch Schüttgüter gefördert und durchmischt bzw. hinsichtlich ihrer Zusammensetzung vergleichmäßigt werden, die zündfähige Gemische oder Ausgasungen in explosiven Konzentrationen bilden können. Auch zur Optimierung eines Mischverhaltens und/oder zu Reinigungszwecken kann eine Spülung beziehungsweise Entlüftung der Mischeinrichtung genutzt werden.
- Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Mischeinrichtung der eingangs genannten Art derart weiter zu bilden, dass einerseits eine Durchmischung bzw. Vergleichmäßigung des Schüttguts optimiert und andererseits eine Spülung beziehungsweise Entlüftung gewährleistet ist.
- Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Mischeinrichtung mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.
- Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass mindestens ein Misch-Bypassrohr eine Verbesserung einer Durchmischung bzw. Vergleichmäßigung des Schüttguts beim Transport von diesem hin zur Austragsöffnung gewährleistet. Um insbesondere auch die Bypass-Mischrohre sicher zu spülen beziehungsweise zu entlüften, weisen auch diese jeweils mindestens einen Gasanschluss auf. Damit erfolgt eine Spülung beziehungsweise Entlüftung der Misch-Bypassrohre nicht notwendigerweise über eine Fluidverbindung zwischen dem Mischbehälter und dem Misch-Bypassrohr, so dass eine Verstopfung einer solchen Fluidverbindung das Spülen beziehungsweise Entlüften des Misch-Bypassrohrs nicht verhindert. Insbesondere bei sicherheitskritischen zu durchmischenden Schüttgütern, die explosive Zusammensetzungen oder Ausgasungen bilden können, wird die Sicherheit beim Betrieb der Mischeinrichtung hierdurch gewährleistet. Auch der Hauptbehälter selbst kann über Gasanschlüsse mit der Gasquelle verbunden sein. Durch eine Verteilung der Gasanschlüsse auf mehrere Anschlussorte an der Mischeinrichtung ist eine sichere Spülung beziehungsweise Entlüftung von weiten Bereichen der Mischeinrichtung, insbesondere der gesamten Mischeinrichtung gewährleistet. Die Gasanschlüsse können insbesondere so angeordnet sein, dass Kurzschlussströme des Spül- beziehungsweise Entlüftungsgases vermieden oder verhindert sind. Bei der Gasquelle kann es sich um eine Druckgasquelle oder um eine Sauggasquelle handeln. Die Mischeinrichtung kann mehrere Misch-Bypassrohre aufweisen. Die Gasanschlüsse können auch zur Einleitung eines Fluidisierungsgases zur Verbesserung eines Misch-, bzw. Vergleichmäßigungsergebnisses genutzt werden. Die Misch-Bypassrohre können allesamt exzentrisch angeordnet sein, also nicht längs einer gegebenenfalls vorhandenen zentralen Rotations-Symmetrieachse des Mischbehälters.
- Mehrere Gasanschlüsse nach Anspruch 2 sorgen für eine sichere Verteilung der Spülung beziehungsweise Entlüftung über den Verlauf des mindestens einen Misch-Bypassrohrs.
- Mehrere Rohröffnungen nach Anspruch 3 führen zu einem guten Misch- bzw. Vergleichmäßigungsverhalten der Mischeinrichtung.
- Gasanschlüsse zwischen den Rohröffnungen nach Anspruch 4 vermeiden, dass sich zwischen diesen Rohröffnungen Verstopfungen bilden, die eine Spülung beziehungsweise Entlüftung erschweren oder verhindern.
- Verlaufswege der Misch-Bypassrohre nach den Ansprüchen 5 bis 7 haben sich zur Optimierung eines Misch- bzw. Vergleichmäßigungsergebnisses als besonders geeignet herausgestellt. Das mindestens eine Misch-Bypassrohr kann auch komplett entlang einer Wand des Mischbehälters, insbesondere entlang einer Innenwand des Mischbehälters, verlaufen.
- Teilrohre nach Anspruch 8 ermöglichen eine erzwungene Strömung von Schüttgut aus verschiedenen Füllhöhen über ein und dasselbe Misch-Bypassrohr. Auch dies kann zu einer Verbesserung des Misch- bzw. Vergleichmäßigungsergebnisses beitragen.
- Die Vorteile eines Mischsystems nach Anspruch 9 entsprechen denjenigen, die vorstehend unter Bezugnahme auf die Mischeinrichtung bereits erläutert wurden. Die mindestens eine Drossel bzw. Blende ermöglicht die Einstellung von Mengenanteilen der Gasströmung durch die jeweiligen Gasanschlüsse in die Mischeinrichtung und somit eine Optimierung des Spülbeziehungsweise Entlüftungsergebnisses.
- Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
-
1 in einem axialen Längsschnitt eine Mischeinrichtung in Form eines Mischsilos zum Durchmischen von Schüttgut mit abschnittsweise frei durch einen Innenraum eines Mischbehälters verlaufenden Misch-Bypassrohren; -
2 in einer zu1 ähnlichen Darstellung eine alternative Mischeinrichtung, ebenfalls in Form eines Mischsilos mit Misch-Bypassrohren, die abschnittsweise entlang einer Wand eines Mischbehälters verlaufen; und -
3 einen Schnitt gemäß Linie III-III durch1 . - Eine Mischeinrichtung
1 nach1 in Form eines Mischsilos dient zum Durchmischen von Schüttgut beim Transport von diesem hin zu einer Austragsöffnung2 . Die Mischeinrichtung1 hat einen Mischbehälter mit einem Hauptbehälter3 und, in Schüttgutförderrichtung zwischen dem Hauptbehälter3 und der Austragsöffnung2 , einer Mischkammer4 . Der Hauptbehälter3 und die Mischkammer4 sind also Behälterabschnitte des Mischbehälters der Mischeinrichtung1 . - In der Mischkammer
4 findet eine Durchmischung mehrerer Fließströme des Schüttguts vor dem Schüttgutaustrag aus der Austragsöffnung2 statt. Vom Hauptbehälter3 hin zur Austragsöffnung2 verjüngt sich die Mischeinrichtung1 konisch in mehreren Stufen. Bei einer alternativen Ausführung verjüngt sich die Mischeinrichtung1 vom Hauptbehälter3 hin zur Austragsöffnung2 konisch unabgestuft. - Die Mischeinrichtung
1 hat mehrere Misch-Bypassrohre5 ,6 , die einerseits mit einem oberen Behälterabschnitt7 des Hauptbehälters3 und andererseits mit der Mischkammer4 in Schüttgut-Förderverbindung stehen. Dargestellt sind in der1 genau zwei Misch-Bypassrohre5 ,6 . Die Mischeinrichtung1 kann mehr als diese zwei Misch-Bypassrohre5 ,6 aufweisen, beispielsweise zwei weitere Misch-Bypassrohre, die in der1 nicht dargestellt sind und vor bzw. hinter der Zeichenebene der1 derart angeordnet sind, dass die Misch-Bypassrohre um eine zentrale Längsachse8 vierzählig symmetrisch verlaufend angeordnet sind. Der Hauptbehälter3 ist rotationssymmetrisch um die Längsachse8 ausgeführt. Auch eine andere Anzahl als zwei oder vier Misch-Bypassrohre kann bei der Mischeinrichtung1 zum Einsatz kommen. Im Prinzip können n Misch-Bypassrohre bei der Mischeinrichtung1 zum Einsatz kommen, die beispielsweise n-zählig rotationssymmetrisch um die Längsachse8 angeordnet sind. - Die Misch-Bypassrohre
5 ,6 stehen über deren Rohrlänge zwischen dem oberen Behälterabschnitt7 und der Mischkammer4 verteilt über mehrere Rohröffnungen9 , die auch als Schlucköffnungen bezeichnet werden, mit dem Hauptbehälter3 in Schüttgut-Förderverbindung. - Zwischen einem oberseitigen Deckel
10 des Hauptbehälters3 und einer unteren Konuswand11 des Hauptbehälters3 verlaufen die Misch-Bypassrohre5 ,6 abschnittweise frei durch einen Innenraum12 des Mischbehälters. - Nach dem Durchtritt durch die Konuswand
11 verlaufen die Misch-Bypassrohre5 ,6 zunächst abschnittsweise außerhalb des Mischbehälters und münden dann von außen über Einmündungsabschnitte13 in die Mischkammer4 von außen her ein. - Die Mischkammer
4 hat einen Gasanschluss14 , über den eine Mischkammer-Gasleitung15 von außen mit dem Inneren der Mischkammer4 in Fluidverbindung gebracht werden kann. Alternativ zum direkten Mischkammer-Gasanschluss14 kann auch ein Gasanschluss über eine ringförmige Zufuhrleitung vorhanden sein, wie dies z.B. in derEP 1 533 022 A2 erläutert ist. Die Mischkammer-Gasleitung15 steht über eine Gas-Hauptleitung16 mit einer Druckgasquelle17 in Fluidverbindung. In der Mischkammer-Gasleitung15 ist eine Drossel bzw. Blende18 zur Vorgabe eines Gasstromes durch die Mischkammer-Gasleitung15 angeordnet. - Die Misch-Bypassrohre
5 ,6 der Mischeinrichtung1 haben ebenfalls jeweils einen Gasanschluss19 ,20 zur Verbindung der Misch-Bypassrohre5 ,6 über Bypassrohr-Gasleitungen21 ,22 mit der Gas-Hauptleitung16 . In den Bypassrohr-Gasleitung21 ,22 ist jeweils wieder eine Drossel/Blende18 zur Vorgabe eines Gasstroms in diesen Leitungen vorgesehen. - Die Misch-Bypassrohre
5 ,6 können neben dem Gasanschluss19 ,20 auch noch weitere Gasanschlüsse haben, wie am Beispiel des Misch-Bypassrohrs6 bei20a dargestellt. - Weiterhin hat der Hauptbehälter
3 zwischen der Mischkammer4 und dem oberen Behälterabschnitt7 weitere Gasanschlüsse23 ,24 , die über Hauptbehälter-Druckgasleitungen25 ,26 mit der Gas-Hauptleitung16 in Fluidverbindung stehen. Auch in den Hauptbehälter-Druckgasleitungen25 ,26 können Drosseln bzw. Blenden nach Art der Drosseln18 angeordnet sein, was in der Figur nicht dargestellt ist. - Freie Enden der Misch-Bypassrohre
5 ,6 , die durch den Deckel10 hindurch ragen, sind jeweils als Entlüftungsöffnung27 ,28 ausgeführt. Der Deckel10 weist eine zentrale Produkteinlassöffnung29 und seitlich eine Hauptbehälter-Entlüftungsöffnung30 auf. - Die Misch-Bypassrohre
5 ,6 oder weitere Misch-Bypassrohre der Mischeinrichtung1 können auch so gestaltet sein, dass freie Enden der Misch-Bypassrohre innerhalb des Hauptbehälters3 enden. - Die Mischeinrichtung
1 arbeitet folgendermaßen: Zunächst wird der Mischbehälter, also die Mischkammer4 und der Hauptbehälter3 , mit Schüttgut31 befüllt. Dieses kann entweder in mehreren sequenziell eingefüllten Fraktionen im Mischbehälter vorliegen, die in der1 unterschiedlich schichtweise hervorgehoben sind, oder entsprechende, schichtweise angeordnete Fraktionen, können sich aufgrund eines entmischenden Verhaltens des Schüttguts bilden. Beim Transport des Schüttguts31 hin zur Austragsöffnung2 wird dieses automatisch durchmischt, wobei sich in der Mischkammer4 Schüttgutströme aus den verschiedenen Fraktionen zu einem gleichförmig durchmischten Schüttgutaustrag vereinen. Die verschiedenen Schüttgutströme in der Mischkammer4 werden einerseits durch einen zentralen Strom aus dem Hauptbehälter3 und andererseits durch laterale Ströme aus den Misch-Bypassrohren5 ,6 gebildet. In den Misch-Bypassrohren5 ,6 wird das Schüttgut31 gefördert, das in diese Misch-Bypassrohre5 ,6 aus den Rohröffnungen9 in verschiedener Höhe, also aus den verschiedenen Schüttgutfraktionen, einströmt. - Zum Entgasen der Mischeinrichtung
1 wird die Druckgasquelle17 aktiviert. Spül- beziehungsweise Entlüftungsgas, insbesondere Luft, strömt dann durch die Druckgasleitungen und die Gasanschlüsse14 ,19 ,20 ,20a ,23 ,24 in die Mischkammer4 , in die Misch-Bypassrohre5 ,6 und in den Hauptbehälter3 . Das Spül- beziehungsweise Entlüftungsgas erreicht dabei alle Innenräume der Mischeinrichtung1 und verhindert, dass sich je nach zu mischenden Schüttgut in Hohlräumen der Mischeinrichtung1 explosive Gemische bilden. Das Entlüftungsgas, ggf. vermischt mit aus dem Schüttgut ausgasenden Bestandteilen, tritt dann aus der Mischeinrichtung1 über die Entlüftungsöffnungen27 ,28 und30 und ggf. über weitere Öffnungen aus. -
3 zeigt vergrößert beispielhaft das Misch-Bypassrohr6 im Querschnitt. Ein Innenlumen des Misch-Bypassrohrs6 ist durch Trennwände32 unterteilt in längs des gesamten Rohrs verlaufende Teilrohre mit einem sektorförmigen Querschnitt mit Sektorwinkel 120°. Jedes dieser Teilrohre33 steht über mindestens eine eigene Rohröffnung9 mit dem Innenraum12 des Hauptbehälters3 in Schüttgutförderverbindung. - Alternativ ist auch eine andere Unterteilung des Innenlumens des jeweiligen Misch-Bypassrohrs
5 ,6 möglich, z.B. eine Unterteilung in zwei Teilrohre33 (Sektorwinkel 180°), in vier Teilrohre33 (Sektorwinkel 90°) oder in sechs Teilrohre33 (Sektorwinkel 60°). Jedes der Misch-Bypassrohre stellt dann ein entsprechendes Rohrbündel aus Teilrohren dar. Bei einer weiteren Variante ist das Innenlumen der jeweiligen Misch-Bypassrohre5 ,6 nicht unterteilt. - Bei einer alternativen Ausführung der Mischeinrichtung
1 , bei der längs des Rohrs zusammenhängende Innenlumen der Misch-Bypassrohre5 ,6 , also insbesondere die Teilrohre33 , mit dem Innenraum12 des Hauptbehälters3 über mehrere Rohröffnungen in Schüttgutförderverbindung stehen, können derartige Misch-Bypassrohre über mindestens einen Druckgasanschluss zwischen zwei dieser Rohröffnungen verfügen. Dies stellt sicher, dass auch Misch-Bypassrohrabschnitte zwischen den Rohröffnungen entlüftet werden. - Auch zwischen der oberen Bypassrohr-Entlüftungsöffnung und der mindestens einen Rohröffnung kann das Misch-Bypassrohr bzw. das zugehörige Teilrohr von diesem, einen Druckgasanschluss aufweisen.
- Anstelle einer Spülung beziehungsweise Entlüftung der Mischeinrichtung
1 mit Druckgas kann das vorstehend vorgestellte Prinzip eines Gasanschlusses der Mischkammer, des Hauptbehälters und der Misch-Bypassrohre auch durch Absaugen aus der Mischeinrichtung1 zum Einsatz kommen. In diesem Fall ist anstelle der Druckgasquelle17 eine Saugpumpe angeordnet, wobei durch die Gasanschlüsse14 ,19 ,20 ,20a ,23 ,24 die Mischkammer, das jeweilige Misch-Bypassrohr und der Hauptbehälter zur Entlüftung abgesaugt werden. Spül- beziehungsweise Entlüftungsgas, insbesondere Luft, wird dann über die Lüftungsöffnungen27 ,28 und30 sowie ggf. über weitere Öffnungen angesaugt. Auch bei der Saugvariante können alternativ oder zusätzlich an anderer Stelle angeordnete Gasanschlüsse an der Mischkammer4 , an den Misch-Bypassrohren5 ,6 und am Hauptbehälter3 angeordnet sein. - Anhand der
2 wird nachfolgend eine weitere Variante einer Mischeinrichtung34 beschrieben. Komponenten, Funktionen sowie Betriebsweisen, die denjenigen entsprechen, die vorstehend unter Bezugnahme auf die1 und3 bereits erläutert wurden, tragen die gleichen Bezugsziffern und werden nicht nochmals im Einzelnen diskutiert. - Bei der Mischeinrichtung
34 verlaufen die Misch-Bypassrohre5 ,6 abschnittsweise entlang einer Wand des Mischbehälters im Bereich des oberen Behälterabschnitts7 des Hauptbehälters3 . Die Misch-Bypassrohre verlaufen zur Austragsöffnung2 ein Stück weit entlang der Konuswand11 , verlaufen dann in Schüttgutförderrichtung abschnittsweise frei außerhalb des Mischbehälters und münden dann wie bei der Mischeinrichtung1 nach1 von außen in die Mischkammer4 ein. - Abschnittsweise verlaufen die Misch-Bypassrohre
5 ,6 bei der Mischeinrichtung34 also entlang einer zylindrischen Wand11a des Mischbehälters. - Bei einer weiteren möglichen Bauform der Mischeinrichtung, die in der Zeichnung nicht dargestellt ist, können die Misch-Bypassrohre auch komplett entlang der Innenwand des Mischbehälters verlaufen.
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
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- DE 10251634 B4 [0002]
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- EP 1846145 B1 [0002]
- US 5104229 [0002]
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- US 3797707 [0002]
- US 6139241 [0002]
- DE 69508400 T2 [0002]
Claims (9)
- Mischeinrichtung (
1 ;34 ) zum Durchmischen von Schüttgut (31 ) beim Transport von diesem hin zu einer Austragsöffnung (2 ), wobei die Mischeinrichtung (1 ;34 ) aufweist: – einen Mischbehälter mit mindestens einem Hauptbehälter (3 ), mit der Austragsöffnung (2 ) und mit mindestens einer Mischkammer (4 ) in Schüttgutförderrichtung zwischen dem Hauptbehälter (3 ) und der Austragsöffnung (2 ), – mindestens ein Misch-Bypassrohr (5 ,6 ), welches einerseits mit einem oberen Behälterabschnitt (7 ) des Hauptbehälters (3 ) und andererseits mit der Mischkammer (4 ) in Schüttgut-Förderverbindung steht, – wobei die mindestens eine Mischkammer (4 ) und das mindestens eine Misch-Bypassrohr (5 ,6 ) jeweils mindestens einen Gasanschluss (14 ,19 ,20 ,20a ) zur Verbindung mit einer Gasquelle (17 ) aufweisen. - Mischeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Misch-Bypassrohr (
5 ,6 ) mehrere Gasanschlüsse (20 ,20a ) aufweist. - Mischeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Misch-Bypassrohr (
5 ,6 ) über dessen Rohrlänge zwischen den oberen Behälterabschnitt (7 ) und der Mischkammer (4 ) verteilt über mehrere Rohröffnungen (9 ) mit den Hauptbehälter (3 ) in Schüttgut-Förderverbindung steht. - Mischeinrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch mindestens einen Gasanschluss zwischen den Rohröffnungen (
9 ). - Mischeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Misch-Bypassrohr (
5 ,6 ) abschnittsweise frei durch einen Innenraum (12 ) des Mischbehälters verläuft. - Mischeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Misch-Bypassrohr (
5 ,6 ) abschnittweise entlang einer Wand (11 ,11a ) des Mischbehälters verläuft. - Mischeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Misch-Bypassrohr (
5 ,6 ) abschnittweise außerhalb des Mischbehälters verläuft. - Mischeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Misch-Bypassrohr (
5 ,6 ) durch mindestens eine Trennwand (32 ) in mehrere längs verlaufende Teilrohre (33 ) unterteilt ist. - Mischsystem – mit mindestens einer Mischeinrichtung der Ansprüche 1 bis 8, – mit mindestens einer Gasquelle (
17 ), – mit Gasleitungen (15 ,21 ,22 ,25 ,26 ) zwischen einer Haupt-Gasleitung (16 ) und den Gasanschlüssen (14 ,19 ,20 ,20a ), – mit mindestens einer Drossel bzw. Blende (18 ) in mindestens einer der Gasleitungen (15 ,21 ,22 ,25 ,26 ).
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