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Die Erfindung betrifft ein Silo für Schüttgut, insbesondere ein Silo für mehlkörniges Schüttgut
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Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Typen von Silos für Schüttgut bekannt.
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Solche Silos müssen heutzutage eine Reihe von Rahmenbedingungen erfüllen. Zum einen muss eine Restentleerung zu einer Entleerung von üblicherweise mehr als 98% des Lagervolumens des Silos erfolgen. Es ist somit darauf zu achten, dass Totvolumina vermieden werden. Zum anderen muss eine Aggregation im Schüttgut, beispielsweise durch Verklumpung, vermieden werden, da dieses eine automatische Entleerung verhindert. Des Weiteren müssen alle Fließvorgänge im Silo beherrscht werden, um Beschädigungen am Baukörper weitestgehend zu vermeiden.
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Aus diesem Grund haben sich insbesondere Silos mit einer im Silo befindlichen Kegelhaube etabliert. Hierbei gibt es zwei Ausprägungen. Entweder wird das Schüttgut durch Rinnen am unteren Rand der Kegelhaube entnommen. Nachteil ist, dass jede Rinne über ein eigenes Regelventil verschließbar sein muss. Das Regelventil stellt den Massenstrom des Schüttguts ein. Hierdurch benötigt man je Rinne ein Regelventil, was kostenintensiv ist. In einer weiteren Form gelangt das Schüttgut unter die Kegelhaube und wird aus diesem Volumen entnommen. In dieser Form ist nur ein Regelventil nötig. Dafür sind aber die Vorgänge, in denen das Schüttgut unter die Kegelhaube nachströmt, unvorhersehbar und erzeugen regelmäßig sehr hohe Kräfte, die das Bauwerk belasten und sich so negativ auf die Lebensdauer auswirken.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein günstiges und langzeitstabiles Silo für Schüttgut zu schaffen.
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Gelöst wird diese Aufgabe durch das Silo mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie der Zeichnung.
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Das erfindungsgemäße Silo für Schüttgut ist zylinderförmig, wobei im Inneren des Silos eine Kegelhaube angeordnet ist. Oberhalb der Kegelhaube ist ein erster Lagerbereich. In diesem Bereich wird das Hauptvolumen des Schüttguts gelagert. Unterhalb der Kegelhaube ist ein Entnahmebereich. Im Entnahmebereich ist wenigstens eine erste Entnahmevorrichtung für Schüttgut angeordnet.
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Das zylinderförmige Silo weist insbesondere einen runden Querschnitt auf. Das Silo kann auch einen eckigen Querschnitt, insbesondere ein regelmäßigen polyedrischen Querschnitt, beispielsweise einen regelmäßigen hexagonalen oder regelmäßigen oktagonalen Querschnitt, aufweisen.
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Erfindungsgemäß ist im Entnahmebereich eine erste Entnahmekammer angeordnet, wobei die erste Entnahmekammer mit dem ersten Lagerbereich über wenigstens ein erstes Verbindungsrohr verbunden ist. Die erste Entnahmekammer und das wenigstens eine erste Verbindungsrohr bilden einen in sich geschlossenen mit dem ersten Lagerbereich verbundenen zweiten Lagerbereich.
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Der zweite Lagerbereich weist natürlich somit wenigstens eine offene Verbindung zum ersten Lagerbereich auf. Ebenso kann über die erste Entnahmevorrichtung eine Öffnung nach Außen zur Entnahme des Schüttgutes hergestellt werden. Geschlossen bedeutet, dass sich das Volumen des Verbindungsrohrs und der ersten Entnahmevorrichtung mit Schüttgut füllt, das Schüttgut aber nicht einen Raum außerhalb des Verbindungsrohrs oder der ersten Entnahmekammer gelangen kann. Vorteil ist, dass im Vergleich zum mit Schüttgut gefüllten Kegel eben kein unkontrolliertes Nachrutschen erfolgt.
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Dass das Volumen des Verbindungsrohrs und der ersten Entnahmevorrichtung mit Schüttgut gefüllt ist, bedeutet nicht, dass keine Luftblasen oder Hohlräume vorhanden sind. Selbstverständlich weist das Schüttgut an sich bereits Luft in sich auf. Zum anderen ändert sich dieser Anteil zwischen gasförmiger Phase und Feststoffphase beim Fließen des Schüttgutes. Hierbei nimmt der Anteil der gasförmigen Phase zu, die Dichte sinkt. Kommt dann das Fließen des Schüttgutes zum Stillstand, kann das Schüttgut sich wieder komprimieren, sodass oberhalb des Schüttgutes ein Gasraum entsteht. Das Volumen ist dennoch als gefüllt anzusehen.
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Ein Rohr im Sinne der Erfindung ist jede längliche geschlossene Form. Ein Rohr kann beispielsweise rund oder eckig sein.
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Bevorzugt weist die Kegelhaube eine Neigung von wenigstens 50 °, bevorzugt von wenigstens 55 °, besonders bevorzugt von wenigstens 60 ° auf. Bevorzugt weist die Kegelhaube eine Neigung von höchstens 75 °, bevorzugt von höchstens 70 °, besonders bevorzugt von höchstens 65 ° auf. Ist die Neigung zu gering, so kann das Schüttgut nicht von alleine nachrutschen, es entstehen Toträume. Ist die Neigung zu stark, so wird das nicht genutzte Volumen unter der Kegelhaube zu groß. Somit muss das Silo höher gebaut werden, was zusätzliche Kosten bedeutet.
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Das Silo weist bevorzugt einen Durchmesser von 10 m bis 50 m, weiter bevorzugt 14 m bis 35 m, auf.
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Bevorzugt weist die erste Entnahmekammer ein Volumen von mehr als 1 m3.
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Bevorzugt weist die erste Entnahmekammer ein Volumen von weniger als 20 m3, weiter bevorzugt von weniger als 10 m3, weiter bevorzugt von weniger als 5 m3, besonders bevorzugt von weniger als 3 m3.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist das wenigstens eine erste Verbindungsrohr einen maximalen Durchmesser von weniger als 1 m, bevorzugt von weniger als 0,6 m auf. Je größer der Durchmesser ist, desto schneller kann das Schüttgut durchfließen, es steigt jedoch auch das Risiko unkontrollierter Bewegungen des Schüttguts. Das wenigstens eine erste Verbindungsrohr weist einen minimalen Durchmesser von mehr als 0,1 m, bevorzugt von mehr als 0,4 m, auf. Wird der Durchmesser zu gering, ist die Menge des durchfließenden Schüttguts zu gering. Als maximaler Durchmesser wird bei einem nicht runden Querschnitt der maximale Abstand zwischen zwei Punkten des Querschnitts verstanden, bei einem Quadrat somit der Abstand zwischen zwei gegenüberliegenden Ecken. Der maximale Durchmesser kann auch als große Diagonale bezeichnet werden.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist das Silo eine Mehrzahl an Verbindungsrohren auf, wobei alle Verbindungsrohre und die erste Entnahmekammer einen in sich geschlossenen mit dem ersten Lagerbereich verbundenen zweiten Lagerbereich bilden. Insbesondere wird eine Anzahl an Verbindungsrohren angeordnet, sodass die Verbindungsrohre an der Kegelhaube einen Abstand zwischen 3 m und 8 m, bevorzugt einen Abstand zwischen 4 m und 7 m aufweisen. Dieses bedeutet, dass 8 bis 20Verbindungsrohre in einem Silo üblich sind. Üblicherweise würde man somit 8 bis 20 Regelventile benötigen. Dieses kann erfindungsgemäß vermieden werden. Somit steigt der Vorteil der Erfindung mit dem Durchmesser des Silos an.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist das wenigstes eine erste Verbindungsrohr eine Fluidisierungsvorrichtung auf. Besonders bevorzugt wird zur Fluidisierung Luft eingeleitet. Beispielsweise und insbesondere wird über die gesamte Länge des Verbindungsrohrs Luft eingebracht.
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Bei mehlförmigen Schüttgut ist eine üblich Dichte zwischen 1000 und 1200 kg/m3. Dabei ist die Dichte des Feststoffes typischer Weise 2400 kg/m3 und höher. Die Verringerung kommt durch den Luftanteil im Schüttgut zustande. Um ein mehlförmiges Schüttgut zu fluidisieren, wird Gas, insbesondere Luft zugeführt. Typischer Weise verringert sich dadurch die Dichte um im Mittel 25% durch die Aufnahme des Gases.
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Das Verbindungsrohr mit einer Fluidisierungsvorrichtung weist bevorzugt ein Gefälle von 1 ° bis 10 °, bevorzugt von 4 ° bis 8 °, besonders bevorzugt von 6 °, auf.
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In einer alternativen Ausführungsform weist das Verbindungsrohr ein Gefälle von 50 ° bis 70 °, besonders bevorzugt von 58 ° bis 62 °, auf. Somit kann insbesondere auf eine Fluidisierungsvorrichtung verzichtet werden.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die erste Entnahmekammer wenigstens ein erstes Regelventil zur Entnahme des Schüttgutes aus der erste Entnahmekammer auf. Bevorzugt weist die erste Entnahmekammer 3 bis 8, bevorzugt 4 bis 6 Regelventile auf, um eine entsprechende Anzahl an getrennten Entnahmestellen einzeln bedienen zu können.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist das Silo wenigstens ein erstes Verbindungsrohr und wenigstens ein zweites Verbindungsrohr auf, wobei das wenigstens eine erste Verbindungsrohr eine erste Trennvorrichtung und das wenigstens eine zweite Verbindungsrohr eine zweite Trennvorrichtung aufweist. Bevorzugt sind die Trennvorrichtungen benachbart oder in der Kegelhaube angeordnet. Die Trennvorrichtung dient insbesondere dazu, den zweiten Lagerbereich beispielsweise zu Wartungs- oder Servicezwecken vom ersten Lagerbereich abtrennen und somit getrennt entleeren zu können.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die erste Entnahmekammer außerhalb der Symmetrieachse des Silos angeordnet.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann das Silo eine zweite Entnahmekammer aufweisen. Die zweite Entnahmekammer ist ebenso erfindungsgemäß mit dem Lagerbereich verbunden wie die erste Entnahmekammer. Die erste Entnahmekammer und die zweite Entnahmekammer können übereinander angeordnet sein. Alternativ können die erste Entnahmekammer und die zweite Entnahmekammer nebeneinander angeordnet sein.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist zwischen dem ersten Verbindungsrohr und der ersten Entnahmekammer ein erstes Sammelrohr angeordnet. Bevorzugt ist auch das zweite Verbindungsrohr mit dem ersten Sammelrohr verbunden. Das erste Sammelrohr ist bevorzugt in der Form eines Kreisausschnitts ausgebildet.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die erste Entnahmekammer mit einem ersten halbkreisförmigen Sammelrohr verbunden und die zweite Entnahmekammer mit einem zweiten halbkreisförmigen Sammelrohr.
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Nachfolgend ist das erfindungsgemäße Silo anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
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In 1 ist ein erfindungsgemäßes Silo 10 gezeigt. Im Inneren des Silos ist die Kegelhaube 20 angeordnet, oberhalb der sich der erste Lagerbereich 30 ergibt. Unterhalb ist der Entnahmebereich 40 angeordnet. Im Entnahmebereich 40 sind die erste Entnahmekammer 60 mit dem ersten Lagerbereich 30 verbindenden erstes Verbindungsrohr 70 und zweites Verbindungsrohr 80 angeordnet. Die erste Entnahmekammer 60, das erste Verbindungsrohr 70 und das zweite Verbindungsrohr 80 bilden den zweiten Lagerbereich 90. Dieser ist abgeschlossen, sodass kein Schüttgut in den restlichen Entnahmebereich 40 eindringen kann. Für die Entnahme von Schüttgut weist die erste Entnahmekammer 60 eine erste Entnahmevorrichtung 50 und eine zweite Entnahmevorrichtung 52 auf. Die erste Entnahmevorrichtung 50 weist ein erstes Regelventil 110 auf. Über das erste Regelventil 110 wird der Massestrom an Schüttgut eingestellt, welcher zur mit der ersten Entnahmevorrichtung 50 verbundenen ersten Entnahmestelle geleitet wird. Über das zweite Regelventil 112 wird der Massestrom an Schüttgut eingestellt, welcher zur mit der zweiten Entnahmevorrichtung 52 verbundenen zweiten Entnahmestelle geleitet wird. Das erste Verbindungsrohr 70 und das zweite Verbindungsrohr 80 weisen jeweils eine Fluidisierungsvorrichtung 100 auf, um das Schüttgut aus dem ersten Lagerbereich 30 in die erste Entnahmekammer 60 zu befördern.
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Um Wartungsarbeiten oder Reparaturen beispielsweise den der ersten Entnahmevorrichtung 50 oder der zweiten Entnahmevorrichtung 52 vornehmen zu können, kann das erste Verbindungsrohr 70 mit der ersten Trennvorrichtung 120 vom ersten Lagerbereich 30 abgetrennt werden und das zweite Verbindungsrohr 80 mit der zweiten Trennvorrichtung 122 vom ersten Lagerbereich 30 abgetrennt werden. Damit kann der zweite Lagerbereich 90 entleert werden und so die Arbeiten durchgeführt werden.
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Außerdem können die erste Trennvorrichtung 120 und die zweite Trennvorrichtung 122 auch dazu genutzt werden, um eine räumliche Steuerung der Entleerung des ersten Lagerbereichs 30 vorzunehmen.
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Im gezeigten Beispiel weist die Kegelhaube 20 einen Kegelwinkel 130 von 60 ° auf. Das erste Verbindungsrohr 70 und das zweite Verbindungsrohr 80 weisen eine Verbindungsrohrneigung von 6 ° auf.
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Bezugszeichen
- 10
- Silo
- 20
- Kegelhaube
- 30
- erster Lagerbereich
- 40
- Entnahmebereich
- 50
- erste Entnahmevorrichtung
- 52
- zweite Entnahmevorrichtung
- 60
- erste Entnahmekammer
- 70
- erstes Verbindungsrohr
- 80
- zweites Verbindungsrohr
- 90
- zweiter Lagerbereich
- 100
- Fluidisierungsvorrichtung
- 110
- erstes Regelventil
- 112
- zweites Regelventil
- 120
- erste Trennvorrichtung
- 122
- zweite Trennvorrichtung
- 130
- Kegelwinkel
- 140
- Verbindungsrohrneigung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 3440833 A1 [0005]
- EP 0123031 B1 [0006]
