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Entnahmeverfahren für Schüttgut aus einem Druckbehälter Die Erfindung
betrifft ein Fntnahmeverfahren für Schüttgut aus einem Druckbehälter mit porösem
Boden, durch den hindurch die Auflockerungsluft eingeführt wird, mit einem Filter,
durch den bei Überdruck im Behälter Auflockerungsluft entweicht, und mit Ventilen
in den Luftzuführungs-, Luftablaß-und Gutauslaßleitungen.
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Durch die in solche Druckbehälter eingeführte Auflockerungsluft werden
zunächst die untersten Gutschichten im Behälter so weit aufgelockert, daß das Gut
fließfähig wird. Die nach oben in die darüberliegenden Gutschichten entweichende
Luft lockert alsdann auch das hier befindliche Gut auf und sammelt sich schließlich
in dem Raum über dem Gut, den ganzen Behälter unter Druck setzend. Steigt dieser
Druck über das zulässige Maß, so entweicht die überschüssige Luft durch ein in der
Behälterdecke angebrachtes Überdruckventil, das diese Luft einem Filter zum Niederschlagen
des etwa von der Luft mitgerissenen Gutes zuführt.
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Wird jetzt die Gutauslaufleitung geöffnet, um Gut aus dem Behälter
zu entnehmen, so richtet sich die in der Zeiteinheit ausfließende Gutmenge außer
nach der Weite der Gutauslaßöffnung auch nach dem Druck, der in der Auslaßöffnung
zur Wirkung kommt. Dieser setzt sich seinerseits aus dem Überdruck im Behälter und
der statischen Druckhöhe der Gutsäule im Behälter zusammen. Mit abnehmendem Behälterinhalt
muß die ausfließende Gutmenge daher kleiner werden.
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Man hat das bisher in Kauf genommen und als Eigentümlichkeit dieser
Druckbehälter gewertet.
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Gelegentlich hat man zwar schon versucht, gleichzeitig mit dem Öffnen
der Gutauslaufleitung das Ventil für die Auflockerungsluft weiter zu öffnen, um
einen gewissen Ausgleich für das Nachlassen des Druckes im Behälter zu schaffen,
aber viel hat man damit nicht erreicht, da das auf einen festen Wert eingestellte
Überdruckventil für den Luftauslaß zum Filter dann stärker abblies. Gegen das Nachlassen
der ausffleßenden Gutmenge infolge Verringerung der statischen Druckhöhe der Gutsäule
im Behälter war diese Maßnahme wirkungslos.
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Es hat sich jedenfalls gezeigt, daß mit dem zunehmenden Luftdruck
im Behälter die Fließfähigkeit des Gutes abnimmt. Die Entfernung eines Gutkorns
vom anderen wird nämlich infolge zunehmender Zusammenpressung bzw. Volumenverkleinerung
der Auflockerungsluft ebenfalls kleiner.
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Mit zunehmendem Druck im Behälter muß daher weiterhin die Menge der
Auflockerungsluft so weit gesteigert werden, daß die ursprünglich für aus-
reichend
angesehene Fließfähigkeit des Gutes erhalten bleibt.
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Gemäß der Erfindung wird daher vorgeschlagen, zwecks Konstanthaltens
der Ausflußleistung des Schüttgutes bei sinkendem Gutspiegel im Behälter sowohl
den Druck im Luftauslaß als auch gleichzeitig den Luftdurchsatz durch den Behälter,
letzteren entsprechend der bei höherem Druck abnehmenden Fließfähigkeit des Gutes,
zu erhöhen.
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Die Erfindung bezieht sich weiter auf Vorrichtungen zur Durchführung
des Verfahrens bei einem mit einer Steuereinrichtung zum Bedienen der Ventile versehenen
Druckbehälter.
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Die Vorrichtung sind gemäß der Erfindung gekennzeichnet und durch
einen auf den Druck im Behälter ansprechenden Impulsgeber, der entweder bei Öffnung
des Ventils in der Gutauslaufleitung von Hand das Ventil in der Zulaufleitung für
die Auflockerungsluft öffnet und das Ventil in der Leitung zum Filter drosselt oder
bei Öffnung des Ventils in der Zulaufleitung für die Auflockerungsluft von Hand
das Ventil in der Gutauslaufleitung öffnet und das Ventil in der Luftauslaßleitung
zum Filter drosselt.
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In weiterer Ausgestaltung weisen die Vorrichtungen gemäß der Erfindung
an sich bekannte Einrichtungen auf, die auf die Guthöhe im Behälter ansprechen und
den Impulsgeber verstellen.
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In den Figuren der Zeichnung sind schematisch einige Ausführungsbeispiele
der Erfindung dargestellt, und zwar zeigen Fig. 1 und 2 die Größe der Antriebskraft
für die Entleerung des aufgeiockerten Gutes bei den bekannten Einrichtungen, Fig.
3 bei dem Verfahren nach der Erfindung, Fig. 4 beispielsweise die Anordnung von
Fotozellen, die auf die zunehmende Entleerung eines Behälters nach der Erfindung
ansprechen,
Fig. 5 einen Druckbehälter mit einer Steuerungsvorrichtung
nach der Erfindung.
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Fig. 1 zeigt die Wirkung der Gutsäule bei Schwerkraftentleerung.
Die Wirkung nimmt mit der Füllhöhe von Ho auf Null ab. Dementsprechend ist die Ausflußleistung
stark veränderlich.
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Fig. 2 zeigt die Wirkung der Gutsäule bei konstantem Preßluftdruck
oberhalb der Gutsäule. Gutsäule plus Preßluftdruck oberhalb der Gutsäule erzeugen
am Auslauf einen Druck, der von Ho t dt p auf 0 + dp abnimmt, d. h. die Ausflußleistung
ist wesentlich weniger veränderlich.
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Aus Fig. 3 ist die Arbeitsweise der Drucksteuerung nach der Erfindung
zu ersehen. Die Kopplung der Drucksteigerung im freien Raum des Silos mit der bei
der Entleerung abnehmenden Füllhöhe läßt sich mit an sich bekannten Mitteln, z.
B. durch Stufenschaltung, erreichen. Der absinkende Gutspiegel gibt z. B. in gewissen
Silohöhen angeordnete Fotozellen (Fig. 4) frei, die stufenweise auf das Ventil der
Filteranlage wirken und durch abschnittsweise Drosselung den Druck im Behälter steigern.
Durch Steuerung der Druckhöhe Ap zur veränderlichen Gutsäule Ho bleibt dann der
Auslaufdruck konsant bzw. annähernd konstant.
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Da die Ausfiußgeschwindigl:eit - das kennzeichnende Maß für die Ausfiußleistung
- sich nur mit der Wurzel des Auslaufdruckes ändert, ist die Empfindlichkeit, mit
der die Ausfinßleistung sich bei änderung des Auslaufdruckes verändert, gering.
Die mit dem ausfiießenden Gut entweichende Luftmenge ist dabei so minimal, daß sie
nicht störend wirkt, d. h. keine Staubentwicklung verursacht.
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Einen Druckbehälter nach der Erfindung mit einer eingebauten Steuervorrichtung
zeigt die Fig. 5. Der Druckbehälter 1 ist wie üblich mit einem allseitig schräg
oder kegelförmig angeordneten Boden 2 ausgerüstet, in dessen Mitte die Gutausfiußleitung
5, die mit einem Regelventil 4 ausgestattet ist, vorgesehen ist. Im Abstand über
dem Gehäuseboden 2 ist ein poröser Zwischenboden 3 angeordnet, dem die Auflockerungsluft
durch die Leitung 6 mit dem eingebauten Ventil 7 zufließt. Auf dem Behälteroberteil
befindet sich ein Druckfilter 10, welches die abströmende Luft filtert. In die Luftabströmleitung
8 ist ebenfalls ein regelbares Ventil 9 eingebaut. An das Behälteroberteil ist weiterhin
als Steuervorrichtung ein Druck-Impullsgeber 11 angeschlossen, der sowohl auf das
Ventil 7 in der Luftzufuhrleitung 6 als auch auf das Ventil 9 in der Filteranschlußleitung8
wirkt. Bei den praktischen Versuchen hat sich als Druck-Impulsgeber ein Quecksilberkontaktmanometer
bestens bewährt, das auf konstanten oder in Stufen konstanten Druck anspricht und
den elektrisch gegebenen Impuls über ein sogenanntes Luftsteuerventil in Preßluftkräfte
umsetzt (Transformatorprinzip).
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Mit Hilfe des Impulsgebers wird erreicht, daß ein der jeweils im
Behälter befindlichen Gutmenge entsprechend bemessener Druck sich einstellt und
daß trotz des unterschiedlichen Druckes die gleiche Fließfähigkeit des aufgelockerten
Gutes erhalten bleibt.
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Hierdurch wird die staubfreie und konstante Entnahmeleistung selbst
relativ kleiner Gutmengen auch aus großen Behältern gewährleistet. Da der Auflockerungzustand
konstant bleibt, wird auch die Klumpenbildung von Gut vermieden, Der Druck-Impulsgeber
11 ist sowohl mit dem Lufteinlaß
ventil 7 durch die Leitung 12 als auch mit dem Luftauslaßventil
9 zum Filter 10 durch die Leitung 12 a verbunden. Außerdem ist eine nicht näher
bezeichnete Guteinlaßöffnung im oberen Behälterteil vorhanden.
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Die Wirkungsweise der Steuervorrichtung ist folgende: Durch das in
der Luftzufuhrleitung 6 vorgesehene Ventil 7 wird beim Anfahren Auflockerungsluft
in den Raum unterhalb des porösen Bodens 3 eingeführt, die durch diesen in das darüber
befindliche Gut eindringt und es auflockert, d. h. fließfähig macht. Der Raum über
dem Gut wird mit Druckluft angefüllt. Hierbei wird ein sehr geringer Teil des Gutes
in Form von Feinstaub von der Luft aufgewirbelt. Durch den Impulsgeber 11 wird nun
das Ventil 9 derart gesteuert, daß unter Aufrechterhaltung des Auflockerungszustandes
die mit Staubteilchen geIadene Luft in das Filter 10 eintreten kann, in dem die
Trennung des Staubes von der Luft erfolgt, wobei die Luft nach außen abströmt, wie
durch Pfeile angedeutet ist. Der Staub kann in bekannter Weise in den Behälter zurückgeführt
werden.
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Soll nun aus dem Behälter Gut entnommen werden, so wird das Gutauslaufventil
4 von Hand geöffnet, wodurch der Druck im Behälterl zunächst etwas fällt. Der auf
diesen Druckabfall ansprechende Impulsgeber 11 öffnet dann automatisch das Ventil
7 so weit, daß im Behälter ein Druck entsteht, der ausreicht, die aus Luft und Gut
gebildete Emulsion in die geöffnete Auslaufleitung 5 zu drücken und in die anschließende,
nicht dargestellte Entnahmeleitung auszutragen. Das Ventil 9 wird hierbei gleichzeitig
etwas gedrosselt. Wird die Entleerung unterbrochen, so schließt der Impulsgeber
automatisch das Ventil 7 so weit, daß nur die zur Erhaltung des Auflockerungszustandes
benötigte Luftmenge einströmen kann, und öffnet das Ventil 9 zum Filter 10 hin,
so daß die überschüssige Luft über das Filter abströmen kann.
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Sinkt der Gutspiegel in dem Behälter so weit, daß beispielsweise
die erste Fotozelle frei wird, so wird der Impulsgeber 11 auf die nächste Druckstufe
eingestellt (zu vgl. Fig. 3 und 4, erste Stufe). Das Ventil 9 wird zunächst geschlossen
und das Ventil 7 geöffnet, bis der neue Druck erreicht ist, alsdann wird das Ventil
9 wieder so weit geöffnet und das Ventil 7 so weit geschlossen, daß ebensoviel Luft
einströmt, wie durch das Filter 10 abströmt. Entsprechendes wiederholt sich, wenn
die zweite Stufe (Fotozelle) frei wird.
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Eine andere Möglichkeit, einen Impulsgeber zur Regelung des Entleerungsvorganges
heranzuziehen, besteht darin, unter Fortlassung der Leitung 12 den Impulsgeber mittels
der gestrichelt gezeichneten Leitung 13 mit dem Gutauslaßventil 4 zu verbinden und
den Impulsgeber durch den ausfließenden Gutstrom zu beeinflussen. Der Impulsgeber
wirkt dabei wieder auf das Ventil 9 ein. In diesem Falle wird das Ventil 7 von Hand
betätigt.
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Wie praktische Versuche gezeigt haben, ist es nach diesem Verfahren
möglich, einem Behälter Gut in kleinsten Mengen zu entnehmen, wie man sonst Wasser
einer Wasserleitung entnimmt.