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Vorrichtung zum Entleeren einer Silozelle für pneumatisch in fließbaren
Zustand versetzbare Schüttgüter Für die Entleerung von Silozellen für pulverige
bis griesige Schüttgüter sind schon verschiedene Vorrichtungen zur gleichmäßigen,
gleichförmigen und möglichst brückenbildungslosen Austragung bekanntgeworden. Diese
arbeiten vor allem mit mechanischen oder pneumatischen Hilfsmitteln. Alle diese
Vorrichtungen weisen aber Nachteile auf. Bei den mechanischen Mitteln sind es vor
allem häufige Schüttgutverfestigungen, ungewolltes Ausfließen und diskontinuierliche
Austragung. Bei den pneumatischen Mitteln entstehen unkontrollierte Austragungen
und Absenkungen des Schüttgutes, was zu Kaminbildungen direkt über der Auslaufstelle
und damit zu Entmischungen führt.
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Dies gilt auch für eine bekannte Vorrichtung zum Entleeren einer
Silozelle für pneumatisch in fließbaren Zustand versetzbare Schüttgüter mittels
mehrerer belüftbarer poröser Platten, bei der über einer Austragvorrichtung mindestens
eine schräge Ablauffläche angeordnet ist und eine in den von der bzw. den Ablaufflächen
überdeckten Raum mündende Abluftleitung vorgesehen ist. Auch hier ist es oft nicht
möglich, die einwandfreie Entleerung in genau festgelegter Geschwindigkeit zu gewährleisten.
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Die dadurch gegebene Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
daß unterhalb der Mündungsstelle der Abluftleitung und unter der schrägen Ablauffläche
in Austragrichtung ein Niveaufühlelement vorgesehen ist, welches die Belüftung der
porösen Platten steuert.
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Durch die mehr oder weniger starke Belüftung in Abhängigkeit von
der Guthöhe im Auslaufstutzen oder in dessen Nähe wird erreicht, daß die Beweglichkeit
des Schüttgutes sich selbsttätig an die jeweils herrschenden Verhältnisse anpaßt,
so daß die vorgeschriebene und voreingestellte Auslaufgeschwindigkeit stets beibehalten
wird.
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Die Niveauschalter sind bei Bunkern an sich bekannt, jedoch dienen
sie bisher lediglich der obere wachung einer minimalen und maximalen Füllhöhe im
Betrieb des Sammelbehälters. Sie wurden aber bisher nicht dazu herangezogen, das
Entleeren des Bunkers durch intermittierende Belüftung zu beeinflussen. Auch ist
bei den bekannten Silobehältern, die mit solchen Niveaufühlelementen versehen sind,
kein geeigneter Einsatz über dem Auslauf vorhanden, durch den das erfindungsgemäß
angestrebte gesteuerte Entleeren der Silobehälter erst möglich wird.
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Die Steuerung der Belüftung geschieht vorzugsweise unter Verwendung
der bekannten Unterteilung der porösen Platten in Belüftungsfelder. Es kann in diesem
Fall eine beliebig einstellbare und auch vom Niveaufühlelement beeinflußbare Selektivsteuerung
für eine programmierte Belüftung der Belüftungsfelder vorgesehen sein.
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Die porösen Platten können nicht nur auf dem Siloboden, sondern auch
auf der Ablauffläche angebracht sein. Vorzugsweise stimmen dann die Belüftungszonen
der porösen Platten auf dem Siloboden und auf der schrägen Ablauffläche überein.
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Die nachstehend erläuterten Figuren dienen einer schematischen Darstellung
der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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F i g. 1 zeigt den Aufrißquerschnitt durch eine symmetrische Zelle
einer ersten Ausführungsform; F i g. 2 zeigt den Aufrißquerschnitt durch eine symmetrische
Zelle längs Schnitt II-II in F i g. 3 einer zweiten Ausführungsform; Fig.3 zeigt
teils in Ansicht, teils in Schnittdarstellung den Aufriß einer Zelle längs Schnitt
III-III vonFig.4; F i g. 4 zeigt den Grundriß, die Felderaufteilung und das Steuerungsschema
einer Zelle längs dem Schnitt IV-IV von F i g. 3, wobei zur Verdeutlichung der Darstellung
die verschiedenen Leitungen und Steuerungsstränge stark auseinandergezogen sind.
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Gleiche Bezugszeichen in den verschiedenen Figuren bezeichnen gleichartige
Vorrichtungsteile.
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Gemäß der Ausführungsform von Fig. 1 ist das Schüttgut 9 in eine
langgestreckte Zelle 10 eingefüllt, die durch Zellenwände 11, Zellendeckel 12 und
den geneigten Zellenboden 13 gebildet ist, welchem eine
Austragvorrichtung,
in vorliegendem Beispiel als Sammelkanal 16 ausgebildet, zugeordnet ist. Dabei erfolgt
die Speisung der Zelle 10 mit Schüttgut 9 durch eine Speisevorrichtung 17.
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Der dem Sammelkanal 16 zunächstliegende, unterste Teil dies geneigten
Zellenbodens 13 ist mit porösen Elementen 18 über Belüftungskammer 19 versehen.
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Sowohl der Sammelkanal 16 als auch die porösen Elemente 18 sind von
einem sich über die ganze Zellenlänge erstreckenden, als schräge Ablauffläche dienenden,
geneigten Einsatz 20 so weit überdeckt, daß zwischen dem Einsatz 20 und dem Zellenboden
13 ein langgestreckter Austragsschlitz 21 entsteht.
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Die Belüftungskammer 19 ist entlang dem Schlitz 21 durch luftdicht
angebrachte Stege 22 in einzelne Belüftungsfelder aufgeteilt, die einzeln aus einer
gemeinsamen Speiseleitung 24 durch wahlweise betätigbare Ventile 25 mit Luft oder
anderen geeigneten Gasen beaufschlagbar sind.
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Der unter dem geneigten Einsatz 20 gebildete freie Raum 27 ist durch
eine Abluftleitung 28 mit einem Staubabscheider 29 verbunden.
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Der Sammelkanal 16 kann irgendeine bekannte Ausführung aufweisen.
Gemäß Fig.1 sind poröse Elemente 30 über einer durch ein Belüftungssystem 31 gespeisten
Kammer 32 geneigter Anordnung vorgesehen. Diesem Sammelkanal 16 ist ein Niveaufühlelement
33, bestehend aus einer Membran 34 und einem Schalter 35 in einem Gehäuse 36, zugeordnet.
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Zweckmäßig werden die Neigung der Belüftungsabschnitte des Zellenbodens
13, die Weite des Austragschlitzes 21 und das Ausmaß der Überdeckung der Belüftungsabschnitte
durch die schräge Ablauffläche 20 dem Böschungswinkel des jeweiligen Schüttgutes
9 angepaßt, so daß dieses im unbelüfteten Zustand nicht bis zum Sammelkanal 16 vorrücken
kann, sondern sich auf den Zellenböden 13 abböscht.
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Durch Belüftung eines der Felder über Belüftungskammer 19 und die
porösen Elemente 18 erfolgt dann eine Fluidisierung des Schüttgutes über dem betreffenden
Feld, wodurch dieses Gut flüssigkeitsähnlich in den Sammelkanal 16 ausfließt. Dabei
erfolgt die Auswahl des betreffenden, zu belüftenden Feldes durch steuerbare Ventile
25, die zwischen eine Speiseleitung 24 und die einzelnen Felder der Belüftungskammer
19 geschaltet sind.
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Durch die geneigte Ausbildung des Sammelkanals 16 ist ein weiterer
Schüttguttransport nach dem Fluidisierungsprinzip zu einer Entnahmestation, z. B.
einer Schleuse, möglich.
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Das dem Sammelkanal zugeordnete Niveaufühlelement 33 dient zur Steuerung
der Fluidisierung des auszutragenden Gutes und gewährleistet die Bildung und Aufrechterhaltung
eines Luftpolsters im Raum 27 unter Ausnutzung der sich hier sammelnden Fluidisierungsgase.
Dadurch wird eine Verstopfung der Austragvorrichtung vermieden, was sich weiter
in einem gleichmäßigen Ausfluß eines Gutes hoher Qualität äußert. Durch die gewählte
Aufteilung der ganzen Zellenlänge in einzelne Felder kann die Belüftung nach irgendeinem
geeignet erscheinenden Programm, das vorteilhafterweise in einer weiter unten zu
beschreibenden Ausführungsform näher erläutert wird, erfolgen, was eine beliebige,
aber stets kontrollierte Mischbarkeit und Absenkbarkeit des silierten Gutes erlaubt.
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Das stets vorhandene Luftpolster im Raum 27
dient als erster Staubabscheider
der Fluidisierungsgase. Weiter steht dieser Raum durch eine Abluftleitung 28 mit
einem Staubabscheider 29 und von hier mit der Außenluft in Verbindung.
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Durch Kombination von zwei Zellen gemäß F i g. 1 läßt sich die Zelle
in bezug auf den Sammelkanal 16 symmetrisch aufbauen. Diese Ausführungsform der
Erfindung hat sich überaus bewährt, und sie wird durch F i g. 2 näher erläutert.
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Gemäß Fig.2 ist wiederum das Schüttgut 9 in eine Zelle 10 eingefüllt.
Diese wird durch Seitenwände 11 und zwei geneigte Böden 13 beiderseits eines Sammelkanals
16 gebildet, womit der gesamte Zellenboden eine V-Form aufweist.
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Die geneigten Böden sind sowohl in der ganzen Zellenlängs- als auch
-querrichtung durch Stege 22 die in Kammern 19 luftdicht angeordnet sind, in einzelne
Felder 101 bis 120 (Fig.4) aufgeteilt, die mittels poröser Elemente 18 belüftet
werden können.
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Die in Fig.1 dargestellten schrägen Ablaufflächen 20 werden hier durch
einen V-förmigen Einsatz 42 mit nach oben weisender Spitze gebildet, dessen äußere
Kanten den untersten Teil der Kammern 19, also die Felder 102, 104, 106, 108, 110,
112, 114, 116, 118, 120 gemäß Fig.4 und den dazwischenliegenden Sammelkanal 16 überdecken.
Hierdurch werden zwei sich längs erstreckende Austragsschlitze 21 gebildet. Der
Sammelkanal 16 ist wiederum mit porösen Elementen 30, die durch ein Belüftungssystem
31 über Kammer 32 mit Gasen beaufschlagbar sind, ausgestattet und speist eine Schleuse
41 (F i g. 3). Durch die Anordnung von Zwischenstegen 22 in Einsatzkammern 43 und
eine Überdeckung mit porösen Elementen 44 läßt sich eine Aufteilung des V-förmigen
Einsatzes 42 in einzelne Felder erreichen (vgl. die Felder 124, 126, 128, 130, 134,
138, 140 in Fig. 4). In der Spitze des Einsatzes 42 ist eine Abdeckung 45 angebracht.
Der V-förmige Einsatz 42 ist an Führungen 46 gehalten, und diese wiederum sind in
Stegen 47 abgestützt.
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In Fig. 3 wird das Gesagte in einer weiteren Ansicht und Schnittdarstellung
veranschaulicht.
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Zur Belüftung der Felder in den Zellenböden 13 werden gelochte Rohre
48 (Fig. 3), die durch teleskopartig darauf verschiebbare Rohre 49 teilweise abdeckbar
sind, verwendet und sind steuerbaren Ventilen 25 nachgeschaltet. Gleichzeitig erfolgt
über Verbindungsleitungen 50 eine Belüftung der im V-förmigen Einsatz 42 gebildeten
Felder gemäß Fig.2,3 und 4. Zur gesamten Belüftung ist eine Belüftungsspeiseleitung
24 vorgesehen, in die ein Hauptventil 51 eingeschaltet ist.
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Zur Entleerung der Zelle und zur Berücksichtigung eines bestimmten
Programms ist eine Sammelsteuerung vorgesehen, deren prinzipieller Aufbau in F i
g. 4 gezeigt wird. Eine Belüftungspumpe 60 speist über HauptventilS1 die Speiseleitung
24 und über steuerbare Ventile 25 die einzelnen Felder der Zelle 10, wobei die Belüftung
der Felder über das in F i g. 2 und 3 deutlich gezeigte Leitungssystem 48, 49, 50
erfolgt. Um eine Verstopfung des Sammelkanals 16 zu vermeiden, wird mit dem Niveaufühlelement
33 eine Kontrolle durchgeführt, indem dieses Element 33 über ein Leitungspaar 62
mit einem Steuergerät 63 und einem Kommandogerät 64 zur Steuerung des Hauptventils
51 durch eine Steuerleitung 65 verbunden ist. Zur Erfüllung eines besonderen Austragprogramms
ist eine Selektivsteuerung 66 vorgesehen,
die über die Ventilsteuerleitungen
67 die Ventile 25 steuert. Dabei kann diese Steuerung durch ein Druckmittel erfolgen,
wozu die Belüftungspumpe 60 über eine Steuerluftleitung 69 in Verbindung mit dem
Kommandogerät 64 und der Selektivsteuerung 66 steht. Die Wirkungsweise der gemäß
F i g. 2, 3 und 4 aufgebauten Vorrichtung erlaubt die Berücksichtigung verschiedener
Mischungsanforderungen und Absenktendenzen des Schüttgutes in der Zelle. Die folgende
Beschreibung beschränkt sich auf eine Halbzelle, dargestellt in Fig.4, ist aber
sinngemäß anwendbar auf eine Zelle, wie sie in F i g. 3 teilweise gezeigt ist, d.
h. auf eine solche mit zwei geneigten Sammelkanälen 16 beiderseits einer Schleuse
41.
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Das Schüttgut 9 ist in eine Zelle 10, bestehend aus Zellenwänden
11, Belüftungskammern 19 mit Stegen 22 zur Aufteilung in einzelne Bodenfelder 101
bis 120 und darüber angeordneten porösen Elementen 18, eingefüllt. Der V-förmige
Einsatz 42 überdeckt die untersten belüftbaren Teile der geneigten Zellenbodenhälften
13 und den dazwischenliegenden Sammelkanal 16 mit seinen porösen Platten 30 über
der Kammer 32. Dabei gleitet das eingefüllte Schüttgut 9 je nach Größe der Neigung
des Zellenbodens 13, nach der Weite des langgestreckten Schlitzes 21 und dem Böschungswinkel
des betreffenden Schüttgutes über eine gewisse Strecke in Richtung des Sammelkanals
16, diesen Kanal aber nie erreichend, wie in F i g. 2 auf der linken Hälfte gezeigt.
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Zur Austragung des Schüttgutes 9 wird nun wahlweise ein Zellenfeld
belüftet, das drei übereinstimmende Felder der Belüftungskammern 19 und 43 in der
einen Hälfte des Zellenbodens 13 und der einen Hälfte des V-förmigen Einsatzes 42,
z. B. die Felder 103, 104, 124, umfaßt. Gleichzeitig erfolgt auch eine Belüftung
der porösen Elemente 30 im Sammelkanal 16. Damit erfolgt eine Fluidisierung des
Schüttgutes, womit dieses flüssigkeitsähnlich zur Schleuse 41 abfließt, wie dies
in Fig. 2 auf der rechten Seite gezeigt ist. Um eine Dosierung der Belüftungsluft
in den beiden Feldern des Bodens 13 zu ermöglichen, ist das gelochte Rohr 48 im
unteren Feld 104 durch ein zweites Rohr 49, das ins Feld 103 führt, teilweise abdeckbar.
Die Fluidisierungsluft sammelt sich sodann oberhalb des Kanals 16 und unter dem
V-förmigen Einsatz 42 im Raum 37 an, wo eine erste Entstaubung erfolgt, und entweicht
dann durch die Abluftleitung 28 in den oberen Zellenraum 40, wo eine restliche Entstaubung
möglich ist.
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Fließt nun mehr Schüttgut aus der Zelle 10 durch den Schlitz 21 in
den Sammelkanal 16 nach, als die Schleuse 41 wegführen kann, so wird die Membran
34 des Niveaufühlelementes durch den Druck des sich darüber befindlichen Schüttgutes
nach außen durchgedrückt, der Schalter 35 betätigt und damit über das Leitungspaar
62, das Steuergerät 63, das Kommandogerät 64 und die Steuerleitung 65 das Hauptventil
51 geschlossen, womit die Belüftung des Zellenbodens 13 und des V-förmigen Einsatzes
42 unterbrochen wird und der Schüttgutfluß aussetzt.
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Dadurch kann der Sammelkanal 16 durch die Schleuse 41 ohne Schüttgutnachfluß
aus der Zelle 10 so weit entleert werden, bis der Schalter 35 des Niveaufühlelementes
33 wieder öffnet, worauf die Belüftung der Felder 103, 104, und 124 wieder einsetzt.
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Um nun bestimmte Absenkungstendenzen des silierten Schüttgutes zu
erreichen, ist ein besonderes
Austragprogramm durch die Selektivsteuerung 66 anwendbar.
Diese Selektivsteuerung erlaubt eine zeitlich begrenzte Belüftung einer korrespondierenden
Felderkombination und eine beispielsweise zyklisch umlaufende Reihenfolge der zu
belüftenden Felderkombination, z.B. folgt der Kombination 103, 104, 124 diejenige
105, 106, 126 usw. bis 119, 120, 140 oder irgendeine andere gewünschte Reihenfolge.
Dabei wird z. B. Druckluft von der Belüftungspumpe 60 durch die Steuerluftleitung
69 über das Kommandogerät 64 und die Selektivsteuerung den Ventilsteuerleitungen
67 und durch diese den Ventilen 25 zugeleitet. Alle Ventile 25 der nicht zu belüftenden
Felderkombinationen werden dabei mit Druckluft beaufschlagt, während das Ventil
der zu belüftenden Felderkombination druckluftfrei ist. Bei dieser Steuerung arbeiten
nun die Ventile 25 derart, daß bei einem geschlossenen Ventil die Belüftungsluft
beiderseits des Verbraucheranschlusses durchströmen kann zum nächsten Ventil, während
beim offenen Ventil die Belüftungsluft durch den Verbraucheranschluß der Felderkombination
zuströmt.
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Weiter weist die Steuerung die Eigenart auf, daß jedes Ansprechen
des Niveaufühlelementes 33 den Zeitgeber der Selektivsteuerung 66 stillsetzt, so
daß stets die gewünschte effektive Belüftungszeit auf eine Felderkombination einwirkt
und damit das verlangte Programm eingehalten wird.
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Da die Belüftungspumpe 60 sowohl zur Belüftung als auch zur Steuerung
Verwendung finden kann, sind in dieser zwei getrennte Pumpsysteme vorzusehen, für
die Belüftung einen Niederdruckteil und für die Steuerung einen Hochdruckteil. In
den Figuren nicht gezeigt, aber sinngemäß anwendbar ist auch der Anschluß der Belüftung
des Sammelkanals 16 an die Belüftungspumpe 60 möglich und durchgeführt.
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Wie die Erfahrung zeigt, ist außer der Aufteilung der Belüftungskammern
19 und 43 mittels Stege 22 keine weitere Einteilung in der Zelle selbst in die genannten
einzelnen Felder notwendig, da durch die Stege eine scharfe Begrenzung auf die einzelnen
zu belüftenden Felder erfolgt und sich keine Streuwirkungen in beiden Richtungen
des langgestreckten Schlitzes 21 zeigen.
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Ebensowenig werden die dem Sammelkanal 16 gegenüber benachbart liegenden
Felder beeinflußt.
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Sind einzelne Felder der Zelle vollkommen geleert, so erfolgt ohne
Unterbrechung des Austragprogramms durch das Niveaufühlelement 33 ein rascher Wechsel
auf ein nächstfolgendes Feld. Damit ergibt sich eine wirtschaftliche Ausnutzung
der Vorrichtung.