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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.
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Eine derartige Mischeinrichtung ist bekannt aus der
EP 1 533 022 A2 , der
AT E 3 370 , der
DE 84 36 847 U1 und der
DE 35 20 265 A1 . Weitere Einrichtungen zum Entgasen bzw. Begasen von Schüttgut sind bekannt aus der
DE 10 2004 011 324 A1 , der
DE 102 51 634 B4 , der
EP 2 378 230 A2 , der
EP 1 846 145 B1 , der
US 5,104,229 und der
CA 2,001,831 . Lagerbehälter für Schüttgut sind bekannt aus der
US 3,797,707 und der
US 6,139,241 . Ein Konditionierungsbehälter für Schüttgut ist bekannt aus der
DE 695 08 400 T2 .
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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.
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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.
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Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Mischeinrichtung mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.
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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.
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Mehrere Gasanschlüsse nach Anspruch 2 sorgen für eine sichere Verteilung der Spülung beziehungsweise Entlüftung über den Verlauf des mindestens einen Misch-Bypassrohrs.
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Mehrere Rohröffnungen nach Anspruch 3 führen zu einem guten Misch- bzw. Vergleichmäßigungsverhalten der Mischeinrichtung.
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Gasanschlüsse zwischen den Rohröffnungen nach Anspruch 4 vermeiden, dass sich zwischen diesen Rohröffnungen Verstopfungen bilden, die eine Spülung beziehungsweise Entlüftung erschweren oder verhindern.
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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.
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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.
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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 Spül- beziehungsweise Entlüftungsergebnisses.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
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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;
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2 in einer zu 1 ähnlichen Darstellung eine alternative Mischeinrichtung, ebenfalls in Form eines Mischsilos mit Misch-Bypassrohren, die abschnittsweise entlang einer Wand eines Mischbehälters verlaufen; und
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3 einen Schnitt gemäß Linie III-III durch 1.
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Eine Mischeinrichtung 1 nach 1 in Form eines Mischsilos dient zum Durchmischen von Schüttgut beim Transport von diesem hin zu einer Austragsöffnung 2. Die Mischeinrichtung 1 hat einen Mischbehälter mit einem Hauptbehälter 3 und, in Schüttgutförderrichtung zwischen dem Hauptbehälter 3 und der Austragsöffnung 2, einer Mischkammer 4. Der Hauptbehälter 3 und die Mischkammer 4 sind also Behälterabschnitte des Mischbehälters der Mischeinrichtung 1.
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In der Mischkammer 4 findet eine Durchmischung mehrerer Fließströme des Schüttguts vor dem Schüttgutaustrag aus der Austragsöffnung 2 statt. Vom Hauptbehälter 3 hin zur Austragsöffnung 2 verjüngt sich die Mischeinrichtung 1 konisch in mehreren Stufen. Bei einer alternativen Ausführung verjüngt sich die Mischeinrichtung 1 vom Hauptbehälter 3 hin zur Austragsöffnung 2 konisch unabgestuft.
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Die Mischeinrichtung 1 hat mehrere Misch-Bypassrohre 5, 6, die einerseits mit einem oberen Behälterabschnitt 7 des Hauptbehälters 3 und andererseits mit der Mischkammer 4 in Schüttgut-Förderverbindung stehen. Dargestellt sind in der 1 genau zwei Misch-Bypassrohre 5, 6. Die Mischeinrichtung 1 kann mehr als diese zwei Misch-Bypassrohre 5, 6 aufweisen, beispielsweise zwei weitere Misch-Bypassrohre, die in der 1 nicht dargestellt sind und vor bzw. hinter der Zeichenebene der 1 derart angeordnet sind, dass die Misch-Bypassrohre um eine zentrale Längsachse 8 vierzählig symmetrisch verlaufend angeordnet sind. Der Hauptbehälter 3 ist rotationssymmetrisch um die Längsachse 8 ausgeführt. Auch eine andere Anzahl als zwei oder vier Misch-Bypassrohre kann bei der Mischeinrichtung 1 zum Einsatz kommen. Im Prinzip können n Misch-Bypassrohre bei der Mischeinrichtung 1 zum Einsatz kommen, die beispielsweise nzählig rotationssymmetrisch um die Längsachse 8 angeordnet sind.
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Die Misch-Bypassrohre 5, 6 stehen über deren Rohrlänge zwischen dem oberen Behälterabschnitt 7 und der Mischkammer 4 verteilt über mehrere Rohröffnungen 9, die auch als Schlucköffnungen bezeichnet werden, mit dem Hauptbehälter 3 in Schüttgut-Förderverbindung.
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Zwischen einem oberseitigen Deckel 10 des Hauptbehälters 3 und einer unteren Konuswand 11 des Hauptbehälters 3 verlaufen die Misch-Bypassrohre 5, 6 abschnittweise frei durch einen Innenraum 12 des Mischbehälters.
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Nach dem Durchtritt durch die Konuswand 11 verlaufen die Misch-Bypassrohre 5, 6 zunächst abschnittsweise außerhalb des Mischbehälters und münden dann von außen über Einmündungsabschnitte 13 in die Mischkammer 4 von außen her ein.
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Die Mischkammer
4 hat einen Gasanschluss
14, über den eine Mischkammer-Gasleitung
15 von außen mit dem Inneren der Mischkammer
4 in Fluidverbindung gebracht werden kann. Alternativ zum direkten Mischkammer-Gasanschluss
14 kann auch ein Gasanschluss über eine ringförmige Zufuhrleitung vorhanden sein, wie dies z. B. in der
EP 1 533 022 A2 erläutert ist. Die Mischkammer-Gasleitung
15 steht über eine Gas-Hauptleitung
16 mit einer Druckgasquelle
17 in Fluidverbindung. In der Mischkammer-Gasleitung
15 ist eine Drossel bzw. Blende
18 zur Vorgabe eines Gasstromes durch die Mischkammer-Gasleitung
15 angeordnet.
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Die Misch-Bypassrohre 5, 6 der Mischeinrichtung 1 haben ebenfalls jeweils einen Gasanschluss 19, 20 zur Verbindung der Misch-Bypassrohre 5, 6 über Bypassrohr-Gasleitungen 21, 22 mit der Gas-Hauptleitung 16. In den Bypassrohr-Gasleitung 21, 22 ist jeweils wieder eine Drossel/Blende 18 zur Vorgabe eines Gasstroms in diesen Leitungen vorgesehen.
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Die Misch-Bypassrohre 5, 6 können neben dem Gasanschluss 19, 20 auch noch weitere Gasanschlüsse haben, wie am Beispiel des Misch-Bypassrohrs 6 bei 20a dargestellt.
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Weiterhin hat der Hauptbehälter 3 zwischen der Mischkammer 4 und dem oberen Behälterabschnitt 7 weitere Gasanschlüsse 23, 24, die über Hauptbehälter-Druckgasleitungen 25, 26 mit der Gas-Hauptleitung 16 in Fluidverbindung stehen. Auch in den Hauptbehälter-Druckgasleitungen 25, 26 können Drosseln bzw. Blenden nach Art der Drosseln 18 angeordnet sein, was in der Figur nicht dargestellt ist.
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Freie Enden der Misch-Bypassrohre 5, 6, die durch den Deckel 10 hindurch ragen, sind jeweils als Entlüftungsöffnung 27, 28 ausgeführt. Der Deckel 10 weist eine zentrale Produkteinlassöffnung 29 und seitlich eine Hauptbehälter-Entlüftungsöffnung 30 auf.
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Die Misch-Bypassrohre 5, 6 oder weitere Misch-Bypassrohre der Mischeinrichtung 1 können auch so gestaltet sein, dass freie Enden der Misch-Bypassrohre innerhalb des Hauptbehälters 3 enden.
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Die Mischeinrichtung 1 arbeitet folgendermaßen: Zunächst wird der Mischbehälter, also die Mischkammer 4 und der Hauptbehälter 3, mit Schüttgut 31 befüllt. Dieses kann entweder in mehreren sequenziell eingefüllten Fraktionen im Mischbehälter vorliegen, die in der 1 unterschiedlich schichtweise hervorgehoben sind, oder entsprechende, schichtweise angeordnete Fraktionen, können sich aufgrund eines entmischenden Verhaltens des Schättguts bilden. Beim Transport des Schättguts 31 hin zur Austragsöffnung 2 wird dieses automatisch durchmischt, wobei sich in der Mischkammer 4 Schättgutströme aus den verschiedenen Fraktionen zu einem gleichförmig durchmischten Schättgutaustrag vereinen. Die verschiedenen Schättgutströme in der Mischkammer 4 werden einerseits durch einen zentralen Strom aus dem Hauptbehälter 3 und andererseits durch laterale Ströme aus den Misch-Bypassrohren 5, 6 gebildet. In den Misch-Bypassrohren 5, 6 wird das Schüttgut 31 gefördert, das in diese Misch-Bypassrohre 5, 6 aus den Rohröffnungen 9 in verschiedener Höhe, also aus den verschiedenen Schättgutfraktionen, einströmt.
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Zum Entgasen der Mischeinrichtung 1 wird die Druckgasquelle 17 aktiviert. Spül- beziehungsweise Entlüftungsgas, insbesondere Luft, strömt dann durch die Druckgasleitungen und die Gasanschlüsse 14, 19, 20, 20a, 23, 24 in die Mischkammer 4, in die Misch-Bypassrohre 5, 6 und in den Hauptbehälter 3. Das Spül- beziehungsweise Entlüftungsgas erreicht dabei alle Innenräume der Mischeinrichtung 1 und verhindert, dass sich je nach zu mischenden Schüttgut in Hohlräumen der Mischeinrichtung 1 explosive Gemische bilden. Das Entlüftungsgas, ggf. vermischt mit aus dem Schüttgut ausgasenden Bestandteilen, tritt dann aus der Mischeinrichtung 1 über die Entlüftungsöffnungen 27, 28 und 30 und ggf. über weitere Öffnungen aus.
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3 zeigt vergrößert beispielhaft das Misch-Bypassrohr 6 im Querschnitt. Ein Innenlumen des Misch-Bypassrohrs 6 ist durch Trennwände 32 unterteilt in längs des gesamten Rohrs verlaufende Teilrohre mit einem sektorförmigen Querschnitt mit Sektorwinkel 120°. Jedes dieser Teilrohre 33 steht über mindestens eine eigene Rohröffnung 9 mit dem Innenraum 12 des Hauptbehälters 3 in Schüttgutförderverbindung.
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Alternativ ist auch eine andere Unterteilung des Innenlumens des jeweiligen Misch-Bypassrohrs 5, 6 möglich, z. B. eine Unterteilung in zwei Teilrohre 33 (Sektorwinkel 180°), in vier Teilrohre 33 (Sektorwinkel 90°) oder in sechs Teilrohre 33 (Sektorwinkel 60°). Jedes der Misch-Bypassrohre stellt dann ein entsprechendes Rohrbündel aus Teilrohren dar. Bei einer weiteren Variante ist das Innenlumen der jeweiligen Misch-Bypassrohre 5, 6 nicht unterteilt.
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Bei einer alternativen Ausführung der Mischeinrichtung 1, bei der längs des Rohrs zusammenhängende Innenlumen der Misch-Bypassrohre 5, 6, also insbesondere die Teilrohre 33, mit dem Innenraum 12 des Hauptbehälters 3 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.
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Auch zwischen der oberen Bypassrohr-Entlüftungsöffnung und der mindestens einen Rohröffnung kann das Misch-Bypassrohr bzw. das zugehörige Teilrohr von diesem, einen Druckgasanschluss aufweisen.
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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 Mischeinrichtung 1 zum Einsatz kommen. In diesem Fall ist anstelle der Druckgasquelle 17 eine Saugpumpe angeordnet, wobei durch die Gasanschlüsse 14, 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 Lüftungsöffnungen 27, 28 und 30 sowie ggf. über weitere Öffnungen angesaugt. Auch bei der Saugvariante können alternativ oder zusätzlich an anderer Stelle angeordnete Gasanschlüsse an der Mischkammer 4, an den Misch-Bypassrohren 5, 6 und am Hauptbehälter 3 angeordnet sein.
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Anhand der 2 wird nachfolgend eine weitere Variante einer Mischeinrichtung 34 beschrieben. Komponenten, Funktionen sowie Betriebsweisen, die denjenigen entsprechen, die vorstehend unter Bezugnahme auf die 1 und 3 bereits erläutert wurden, tragen die gleichen Bezugsziffern und werden nicht nochmals im Einzelnen diskutiert.
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Bei der Mischeinrichtung 34 verlaufen die Misch-Bypassrohre 5, 6 abschnittsweise entlang einer Wand des Mischbehälters im Bereich des oberen Behälterabschnitts 7 des Hauptbehälters 3. Die Misch-Bypassrohre verlaufen zur Austragsöffnung 2 ein Stück weit entlang der Konuswand 11, verlaufen dann in Schüttgutförderrichtung abschnittsweise frei außerhalb des Mischbehälters und münden dann wie bei der Mischeinrichtung 1 nach 1 von außen in die Mischkammer 4 ein.
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Abschnittsweise verlaufen die Misch-Bypassrohre 5, 6 bei der Mischeinrichtung 34 also entlang einer zylindrischen Wand 11a des Mischbehälters.
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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.
