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GEBIET DER ERFINDUNG
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Eine Vorrichtung zum Austragen von Schüttgütern aus Mündungsenden von Fallrohren, die in der Regel etwa vertikal ausgerichtet sind, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Demnach ist eine mit vertikalem Abstand unter den Rohrmündungen sich befindende, in der Regel horizontal ausgerichtete, Stauscheibe für das Schüttgut vorgesehen, welche eine ausreichende Grundfläche zur Aufnahme, möglichst zur vollständigen Aufnahme, eines Schüttgutkegels, der sich zwischen der Fallrohrmündung und der Stauscheibe ausbildet, sowie mindestens einen als Schüttgutabwurfkante dienenden Rand aufweist. Ein Austragsschieber ist im Abstandsspalt der zwischen der Rohrmündung und der Stauscheibe etwa parallel zur Stauscheibe verlagerbar, um Schüttgut des Schüttgutkegels von der Stauscheibe über deren Rand nach unten absatzweise abzuwerfen. Der Austragsschieber ist mit einem Bewegungsantrieb ausgestattet, welcher einzelne Austragsschieber oder Gruppen von Austragsschiebem taktweise oder auch kontinuierlich reversierend bewegt.
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TECHNOLOGISCHER HINTERGRUND
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Gattungsgemäße Austragsvorrichtungen sind aus der
EP 0 472 565 bekannt. Derartige Austragsvorrichtungen haben sich im industriellen Maßstab für das dosierte Austragen von Schüttgütern aus das Schüttgut enthaltenen Reaktoren, insbesondere bei im Gegenstrom betriebenen Wanderbettreaktoren außerordentlich gut bewehrt. Ein fingerartiger Austragsschieber befindet sich mit ausreichendem vertikalen Spiel nach oben und nach unten in dem Abstandsspalt zwischen der unteren Rohrmündung und der Oberfläche der Stauplatte, so dass ein Verklemmen oder eine andere Bewegungsbehinderung bei der Horizontalbewegung des horizontal erstreckenden Austragsfingers vermieden wird. Die Betriebssicherheit solcher Austragsvorrichtungen, die z.B. zu einhundert Stück in einem einzigen Wanderbettreaktormodul dafür zu sorgen haben, dass möglichst exakt vorgegebene Schüttgutmengen bei jedem Bewegungshub des Austragsfingers aus dem Wanderbettreaktormodul ausgetragen werden, ist von großer Bedeutung, da entsprechende großtechnische Reaktoranlagen über viele Monate zwischen zwei Inspektionszeiten (Reisezeit) ununterbrochen im Einsatz sind und eine Schadensbehebung des Reaktors mit sehr hohem Aufwand und Produktionsausfällen verbunden wäre. Entsprechende Reaktoren können bei höchst unterschiedlichen Temperaturen arbeiten, werden in der Regel aber bei Temperaturen zwischen 100 und 200°C betrieben und haben eine hohe Wärmekapazität, so dass eine Reaktorabkühlung relativ viel Zeit beanspruchen würde. Die gattungsgemäßen Austragsvorrichtungen tragen diesen schwierigen Bedingungen Rechnung.
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DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Schonung des Schüttgutes beim Austrag aus einem Schüttgutreaktor zu verbessern, insbesondere das Risiko einer mechanischen Kornzerkleinerung zu minimieren. Während in der Vergangenheit häufig solche Schüttgüter auszutragen waren, die nachfolgend nicht mehr in dem Schüttgutreaktor verwendet wurden, werden zunehmende Anforderungen an die Regenerierfähigkeit von Schüttgütern zwecks Wiederverwendbarkeit gestellt. Dabei kommt es nicht nur auf die Regenerationsfähigkeit als solche an, sondern auch darauf, dass ein bestimmtes Kornspektrum eingehalten wird. Wenn durch Beschädigung der Schüttgutpartikel ein so genanntes Bruchkorn und/oder Unterkorn (Korn zu geringer Größe) entsteht, werden die Schüttgutzwischenräume in dem Schüttgutreaktor von solchen kleineren Körnern ausgefüllt und der Strömungswiderstand durch eine solche Schüttgutschicht erhöht sich ungünstigerweise, so dass mehr Energie zur Überwindung des zusätzlichen Druckverlustes in einer Schüttgutschicht erforderlich ist. Außerdem erhöht sich das Risiko, dass Schüttgutpartikel von ihrem gewünschten Ruhezustand in einen Wirbelzustand übergehen. Es wurde gefunden, dass das bisher übliche Abstandsspiel des Schüttgutaustragsfingers, welches möglichen thermischen Verwerfungen oder mechanischen Belastungen, z.B. eines Schüttgutaustragsrohre tragenden Reaktorbodens der gleichzeitig Fluidanströmboden ist, Rechnung trägt, zur Beschädigung von Schüttgutpartikel beim Schüttgutaustrag führen kann, wenn die Abstandsspalte zur oben liegenden Rohrmündung oder zur unten liegenden Stauplatte für das Schüttgut kritische Werte einnehmen. Das kann z.B. dann geschehen, wenn es zu thermischen Verwerfungen oder mechanischen, z.B. auch statisch bedingten Spaltmaßänderungen und/oder Austragsfingerverlagerungen kommt. Es hat sich herausgestellt, dass das Problem mit zunehmender Partikelgröße des Schüttgutes größer wird.
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Die Erfindung löst das vorgenannte Problem durch eine Austragsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Dabei besteht der Grundgedanke der Erfindung darin, den Austragsschieber mit einem Greifer derart zu halten und zu bewegen, dass, das Plattenelement - bevorzugt durch Schwerkraft - in Anlage an der Stauplattenoberfläche gehalten wird. Eine plattenartige Ausgestaltung sichert das Einhalten einer exakt vorgegebenen Schüttgutaustragsmenge je Arbeitshub des Austragsschiebers. Das Aufliegen der Unterkante des Plattenelementes auf der Stauscheibe vermindert die mechanischen Belastungen der Schüttgutpartikel durch die Austragsvorrichtung und belässt einen günstiger Weise relativ großen Abstand zwischen Oberkante des Plattenelementes und der Rohrmündung.
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Unter einem „Plattenelement“ im Sinne der Erfindung werden sowohl Flachmetallstreifen als auch an ihrer Oberfläche oder in ihrem Inneren profilierte Elemente verstanden, die mit Ihrer Unterkante über die Oberfläche der Stauscheibe streichen können und eine gewisse Höhe für den seitlichen Schüttgutabwurf haben sowie von einem frei gestaltbaren „Greifer“ erfassbar und in Anlage auf der Stauscheibe horizontal verlagerbar sind. Eine bestimmte Länge des Plattenelements ist nicht zwingend erforderlich. Es kann insgesamt oder auch nur an seiner Unterkante sowohl gerade gestreckt als auch gebogen, rahmenförmig oder gabelförmig gestaltet sein. Unter „Seitenwänden“ der Plattenelemente werden solche Flächen verstanden, die das auf der Stauscheibe befindliche Schüttgut bzw. Teile dieser Schüttgutmenge bei der seitlichen Austragsbewegung erfassen können. Wenn das Höhen-/Dickenverhältnis des Plattenelementes größer als 1:1 ist, kann u. a. eine besonders günstige Ankopplung an den Greifer erfolgen. Die „Unterkante“ eines Plattenelementes kann im Sinne der Erfindung vielfach gestaltet sein, sie kann sowohl eine sehr schlank gehaltene aber auch eine breitere Anlagefläche auf der Unterseite des Plattenelementes umfassen. Das Plattenelement kann also an seiner Unterseite auch beidseitig „Unterkanten“ im Sinne der Erfindung aufweisen. „Vertikalführungsmittel“ der „Plattenelemente“ die mit „Greifmitteln“ des „Greifers“ zusammenwirken, gestatten eine vorzugsweise vertikale Relativbewegung zwischen dem Plattenelement und dem Greifer.
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Unter einer „Stauscheibe“ ist jedes an seiner oberen Oberfläche im Wesentlichen flach, insbesondere etwa horizontal, erstrecktes Element mit mindestens einem als Abwurfkante dienenden Rand für Schüttgut zu verstehen. Unter einem „Greifer“ ist im Sinne der Erfindung jedes Element zu verstehen, das ein ständiges Aufliegen des von ihm erfassten Plattenelementes auf der Stauscheibe auch bei thermisch oder mechanisch bedingten Veränderungen an der Austragsvorrichtung ermöglicht. Das ständige Aufliegen des Plattenelementes auf der Stauscheibe erfolgt bevorzugt durch Schwerkraft, d. h. aufgrund eines hinreichend großen Gewichtes des Plattenelementes. Es kann aber auch durch aktiv angetriebene Mittel oder unter Federkraft in Anlage auf der Stauscheibe gehalten werden. Schließlich sind unter „Fallrohren“ im Sinne der Erfindung Austragszonen für den Schwerkraftaustrag von Schüttgütern aus Behältern zu verstehen. Hierbei kann es sich um Rohre mit parallelen oder trichterförmig zusammenlaufenden Seitenwänden handeln, die eine Schwerkraft bedingte Durchwanderung des Schüttgutes ermöglichen, wenn die am unteren Fallrohrende vorgesehene Mündung (Austragsmündung) einen Abfluss von Schüttgut gestattet. Die Seitenwände können sowohl eine beträchtliche Höhe, als auch eine ganz minimale Höhe aufweisen.
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Die vorgenannten sowie die beanspruchten und in den Ausführungsbeispielen beschriebenen erfindungsgemäß zu verwendenden Bauteile unterliegen in ihrer Größe, Formgestaltung, Materialauswahl und technischen Konzeption keinen besonderen Ausnahmebedingungen, so dass die in dem Anwendungsgebiet bekannten Auswahlkriterien uneingeschränkt Anwendung finden können
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, sowie aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung und Tabelle, in der - beispielhaft - ein Ausführungsbeispiel einer Austragsvorrichtung dargestellt ist.
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Figurenliste
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In der Zeichnung zeigen:
- 1 Eine Schüttgutaustragsvorrichtung in perspektivischer Darstellung;
- 2 Dieselbe Schüttgutaustragsvorrichtung in Seitenansicht (Ansicht B-B gem. 1);
- 3 Dieselbe Schüttgutaustragsvorrichtung in Ansicht von oben (Ansicht C-C gem. 2) sowie
- 4 Dieselbe Schüttgutaustragsvorrichtung in vergrößerter Detailansicht von 1.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DES AUSFÜHRUNGSBEISPIELS
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Aus 1 bis 3 sind 16 Fallrohre 10 ersichtlich, die in einem gleichmäßigen Raster (hier quadratisch) in etwa senkrechter Position angeordnet sind und an ihrem unten liegenden Mündungsende 10A (4) auf im Wesentlichen gleichem Höhenniveau hängend enden. An ihren oben liegenden Eintrittsenden 10B sind die Fallrohre 10 an einem in der Zeichnung nicht dargestellten Behälter, wie am Anströmboden eines Wanderbettreaktors, derart befestigt, dass das in dem Behälter sich befindende Schüttgut unter Schwerkraft an den Eintrittsenden 10B die Fallrohre 10 eintreten und diese füllen kann. Unter den Mündungsenden 10A der Fallrohre 10 erstrecken sich Stauscheiben 12 in einem Abstand A unterhalb der Mündungsenden 10A. Bei den Stauscheiben 12 handelt es sich in dem dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel um sog. T-Träger (auch die im Stahlbau vielfach verwendeten U-Träger sind vorteilhaft einsetzbar). Derartige Stauscheiben haben von Hause aus eine in sich relativ ebene Außenfläche, auf der den Stegen gegenüberliegenden Seite, welche sich unter mechanischen und thermischen Einflüssen vergleichsweise wenig verzieht. Beidseitig der Staufläche der dargestellten Stauscheiben 12 erstrecken sich Abwurfkanten in Gestalt der Ränder 12A, 12B der die Stauscheiben bildenden T- oder U-Träger. Diese Ränder dienen als Schüttgutabwurfkanten. Aufgrund der offenen Mündungsenden 10A der Fallrohre 10, tritt das Schüttgut aus und sammelt sich als Schüttgutkegel 14 (hiervon zeigt 4 der Übersichtlichkeit halber nur einen einzigen) auf der Oberseite der Stauscheibe 12, so lange bis der Schüttgutkegel (wie dargestellt) an seinem oberen Ende die Fallrohrmündung quasi verschließt.
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Die Fallrohre erstrecken sich in Reihen jeweils etwa mittig bezogen auf die Ränder 12A, 12B oberhalb der trägerartigen Stauscheibe 12. Ferner ist ein Austragsschieber 16 in Gestalt eines Plattenelementes 16A vorgesehen, das sich in dem in 4 dargestellten Ruhezustand etwa mittig unter den Fallrohrmündungen einer Fallrohrreihe befindet und im Wesentlichen durchgehend im Bereich seiner Unterkante 16B auf der Oberfläche der Stauscheibe 12 lose aufliegt. Greifer 18 in Gestalt von im Querschnitt U-förmigen Metallträgern sind mit Greifmitteln 18A versehen und mittels eines in der Zeichnung angedeuteten Bewegungsantriebsmittels 19 in Richtung der Doppelpfeile D quer zur Längserstreckung der T-förmigen, die Stauscheibe 12 bildenden Metallträger oberhalb derselben gemeinsam bewegbar. Die Greifmittel 18A sind in dem dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel als Einschnitte in die Flanschen des U-Profils gestaltet, deren Querschnitt so ausgewählt ist, dass das Plattenelement 16A darin ganz oder zumindest teilweise von unten her aufgenommen werden kann. Auf diese Weise ist das Plattenelement 16A mittels der Greifmittel 18A derart verbunden, dass der Greifer 18 bzw. mehrere Greifer 18 gemeinsam ein Plattenelement 16A in Richtung des Doppelpfeiles D bei Bedarf verschieben können. Dabei bleibt das Plattenelement 16A aufgrund seiner Schwerkraft auf der Staufläche aufliegen, da zwischen Greifmittel 18A und den Kontaktbereichen zum Plattenelement 16A ausreichendes Bewegungsspiel vorgesehen ist. In dem dargestellten Falle wirken die Seitenflächen der Plattenelemente 16 als Vertikalführungsmittel 16 C für die Greifmittel. Gewünschtenfalls können die Greifer 18 also mit vertikalem Abstand oberhalb der Staufläche gehalten werden und sie lassen insbesondere ein vertikales Bewegungsspiel bezüglich der Plattenelemente 16A zu. Sie können aber auch mit ihrer Schwerkraft auf den Plattenelementen 16A aufsitzen.
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Wird nun der Greifer 18 oder werden die mehreren, über Verbinder 20 verbundene Greifer 18 um etwa die halbe Breite der Staufläche in Richtung deren einen Rand 12A und nachfolgend zurück bis nahe zum anderen Rand 12B verschoben, so wird das den Schüttkegel 14 bildende Schüttgutmaterial über die Ränder 12A und 12B nach unten abgeworfen, wie an sich bekannt. Durch die direkte Auflage des Plattenelementes 16A auf der Staufläche, wird schon bei sehr kleinen Schüttgutpartikeln von z. B. 1 mm Größe verhindert, dass diese unter dem Austragsschieber verklemmen und zerstört werden können.
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Die Position der Vertikalführungsmittel 16C ist in dem dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel jeweils seitlich der Schüttgutkegel 14 positioniert. Anstelle der dargestellten Schlitzführungen können als Greifmittel 18A auch Metallbolzen vorgesehen sein, die in vertikale Bohrungen der Plattenelemente eingreifen, oder solche Bolzen greifen in Bohrungen des Greifers 18 ein, so dass eine ausreichende Vertikalführung und Vertikalbeweglichkeit gegeben ist. Andere, Kopplungsmittel zwischen Greifer 18 und Plattenelement 16A, wie Parallelogrammhebel u. a. sind ebenfalls verwendbar.
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Die einzigen Scherkräfte, die auf das Schüttgut einwirken, treten in dem Abstandsspalt zwischen der Oberkante 16B der Plattenelemente 16A und den Fallrohrmündungen 10A auf. Dieser Abstand wird so gewählt, dass er in der Regel größer als die größte Partikelausdehnung ist. Ein bevorzugter Abstand ist etwa 2 mal so groß wie die größte Partikelausdehnung.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Fallrohre
- 10A
- Fallrohrmündungen
- 10B
- Eintrittsenden
- 12
- Stauscheibe
- 12A
- Rand
- 12B
- Rand
- 14
- Schüttkegel
- 16
- Austragsschieber
- 16A
- Plattenelement
- 16B
- Oberkante
- 16D
- Unterkante
- 16C
- Vertikalführungsmittel
- 18
- Greifer
- 18A
- Greifmittel
- 19
- Bewegungsantriebsmittel
- 20
- Greifer-Verbinder
- A
- Abstand
- B
- Seitenansicht
- C
- Ansicht von oben
- D
- Doppelpfeile
