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Silo Die Erfindung betrifft einen Silo mit mehreren nebeneinander
angeordneten, durch steil abfallende Zwischenwände getrennten Zellen.
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Bei bekannten Silos wird deren Entleerung manchmal zweitweise durch
eine Abstützung des eingelagerten Materials gegen die Wände des Silos behindert,
was mit der Bildung eines Austragungsbogens oder einer Austragungskuppel innerhalb
des Materials selbst verbunden ist. Dabei tritt häufig ein plötzliches Zusammenbrechen
der Austragungskuppel ein, worauf ein Herabfallen des gesamten eingelagerten Materials
und eine beträchtliche Vergrößerung des Druckes gegen die Wände des Silos unter
der dynamischen Wirkung des Herabfallens erfolgen.
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Die Ablagerung oder das Verstopfen der eingelagerten Materialien,
was manchmal auf Grund unvorhergesehener Ursachen, wie eines Überschusses an Feuchtigkeit,
auftritt, verstärkt die Wirkung dieses intermittierenden Entleerens, welches sich
nachteilig auf die Konstruktion auswirken kann, da die obenerwähnte dynamische Wirkung
meistens bei der Dimensionierung der Wände des Silos nicht in Betracht gezogen wird.
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Es sind Mittel zur Beseitigung dieser obenerwähnten Nachteile bekannt,
z. B. Entleerungskamine, deren Aufgabe darin besteht, die Entleerung von den oberen
Schichten des eingelagerten Materials aus durchzuführen, was den Vorteil bietet,
daß eine teilweise Entleerung möglich ist, ohne daß die gesamte dazwischenliegende
Masse bewegt wird.
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Abgesehen von der Kompliziertheit einer solchen Anlage hat diese
Lösung den Nachteil, daß die unteren Schichten des eingelagerten Materials während
einer unverhältnismäßig langen Zeit und theoretisch unendlich lange im Silo verbleiben,
es sei denn, daß es sich um ein Verfahren mit systematischen vollständigen Entleerungen
des Silos in regelmäßigen Intervallen handelt.
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Zur Abhilfe dieses Nachteils ist bereits eine Lösung bekanntgeworden,
bei der der Silo aus Zellen mit geneigten Zwischenwänden aufgebaut ist. Diese Silos
führen jedoch zu einer Verschwendung an verfügbarem Raum oder zu ungleichen Zellen
oder auch zu übereinander gelagerten Zellen, deren Eintritts- und Austrittsöffnungen
in verschiedenen Höhen liegen.
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Es ist auch bereits ein Getreidesilo bekannt, der einen sich schraubenförmig
zwischen der Mittelsäule und der Außenwand des Silos erstreckenden Boden aufweist,
auf dem das Korn lagern und abrutschen soll. Auch bei diesem bekannten Silo bildet
sich in nachteiliger Weise ein Hohlraum unterhalb des sich erstreckenden schraubenförmigen
Bodens, wenn das eingefüllte Material sich auf der oberen Seite des Bodens aufbaut.
Außerdem kann bei diesem bekannten Silo eine schnelle Entleerung nicht durchgeführt
werden.
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Eine weiterhin noch bekanntgewordene Wendelrutsche weist eine zwei-
oder mehrgängige schraubenförmige Rutschfläche auf, wobei die Führungsspirale des
einen Ganges durch den darüber befindlichen Gang in Verbindung mit einer an diesem
angeordneten besonderen schraubenförmigen Leitfläche gebildet wird.
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Auch bei dieser Wendelrutsche entstehen in nachteiliger Weise tote
Räume, und der verfügbare Querschnitt wird nicht voll ausgenutzt. Bei jeder vorhandenen
Rutschfläche entsteht ein von dem beförderten Material nicht ausgefüllter etwa dreieckförmiger
Raum im äußeren Teil der Wendelrutsche.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, einen
Silo der eingangs genannten Gattung zu schaffen, bei dem der gesamte verfügbare
Raum ausgenutzt wird und keine toten Räume entstehen und außerdem eine schnelle
Entleerung des
Silos möglich ist. Hierzu sieht die Erfindung vor,
daß die Zellen um eine gemeinsame Achse verteilt sind und daß ihre Mittellinien
absteigende Spiralkurven um diese Achse beschreiben.
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Bei einer Ausführungsform nehmen die Zellen den Raum ein, der zwischen
einer Wand mit abgeschlossenem Umriß und einem im Innern der Wand gelegenen Pfosten
gebildet ist. Die Wand und der Pfosten können durch zwei koaxiale Zylinder mit kreisförmiger
Grundfläche gebildet sein.
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Bei einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Zellenzwischenwände
durch ebene Platten gebildet sind, die an der Baustelle in der Weise verformt sind,
daß sie mit zwei gegenüberliegenden Rändern auf den Flächen der Wand und des Pfostens
entlang zweier Schraubenlinien ruhen, deren mittlere geradlinige Linienführung jeweils
zwei nicht koplanare Geraden-Segmente sind. Dabei können die Stützlinien der Zwischenwände
Schraubenlinien von gleicher Steigung bilden.
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Bei einer anderen Ausführungsform weisen die Stützlinien wenigstens
auf einer ihrer beiden Stützflächen ein Stufenprofil auf, um Stufen an den Flächen
der Zellenzwischenwände zu bilden. Dabei können entlang einer Stützlinie Düsen zum
Einblasen von Luft in eine Zelle vorgesehen sein, die tangential zu einer unteren
Fläche der Wand und entlang den an dieser Fläche gebildeten Stufen verlaufen. Außerdem
können Absaugrohre an der der Zwischenwand gegenüberliegenden Fläche angeordnet
sein.
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Bei einer weiteren Ausführungsform besteht die Schalung der Zwischenwände
aus verwundenen Platten, die durch zwei gegenüberliegende Ränder auf den Flächen
gegenüber der Wand und dem Pfosten entlang zweier Stützlinien ruht, deren mittlere
geradlinige Linienführungen jeweils zwei nicht koplanare Geradensegmente sind.
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Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise an Hand der Zeichnung
beschrieben; in dieser zeigt Fig. 1 schematisch eine Batterie mit drei Silozellen
bekannter Art, F i g. 3 eine Anordnung geneigter Zellen bekannter Art, welche in
ihrer Gesamtheit ein Volumen einnehmen, das durch vier paarweise parallele vertikale
Wände begrenzt ist, Fig. 3 eine perspektivische schematische Ansicht einer Anordnung
von Silozellen gemäß der Erfindung, Fig. 4 einen ebenen Schnitt nach Linie IV-IV
in Fig. 3 und F i g. 5 eine geschnittene Teilansicht nach Linie V-VinFig. 3.
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In F i g. 1 erkennt man eine Anordnung von drei zusammengebauten
Silozellen von prismatischer Form mit geradlinigen und geneigten parallelen Achsen.
Eine Kraft OM, welche ein bestimmtes Gewicht an eingelegtem Material darstellt,
läßt sich in zwei Vektoren zerlegen, und zwar in eine Kraft OR, welche die Wirkung
auf die Zwischenwand 1 des Silos darstellt, und eine Kraft OP, welche den durch
die unteren Schichten des Materials aufgenommenen Anteil wiedergibt. Der Vektor
OR ist auf Grund der Reibung gegenüber der Normalen der Zwischenwand 1 geneigt.
Im Gegensatz zum Fall der vertikalen Zwischenwände sieht man, daß der Vektor OR
eine wesentliche Vertikalkomponente aufweist und daß die »hydrostatische« Druckwirkung,
die durch den Vektor OP dargestellt ist, um ebensoviel verringert
wird. Das hat die
Wirkung, daß die inneren Drücke in den unteren Schichten vermindert werden und insbesondere
in der Nähe der Entleerungsöffnungen 2.
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Wenn man andererseits z. B. die Zelle 3 betrachtet, ist der Druck
des Kornes oder des Minerals auf die Zwischenwand 1 viel größer als auf die gegenüberliegende
Zwischenwand 4, was die Möglichkeiten der Abstützung des eingelagerten Materials
beträchtlich herabsetzt.
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Außerdem sind die geneigten Zwischenwände, welche direkt das Gewicht
des Materials tragen, mehr belastet als die vertikalen Wände in den oberen Zonen
der Zelle; die Belastung pro Flächeneinheit vergrößert sich jedoch mit der Tiefe
weniger schnell als im Fall vertikaler Zellen. Das führt zu einer besseren Ausnutzung
des Konstruktionsmaterials. Es ist bekannt, daß aus Konstruktionsgründen die Stärke
der Wände im allgemeinen in den oberen Zonen normaler Silos größer als erforderlich
ist.
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Aus F i g. 1 ergibt sich, daß die Zellen 3 mehr Platz brauchen als
vertikale Zellen mit gleicher Kapazität. Sie fordern außerdem zusätzliche Stützen
5.
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Fig. 2 zeigt eine Ausführung von geneigten Silozellen bekannter Art,
welche von außen das Aussehen einer Anordnung von vertikalen Zellen bieten.
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Die geneigten Zellen, welche in einen vertikalen Parallelepiped eingeschrieben
sind, haben ungleiche Abmessungen, und als weiteren Nachteil benötigen bestimmte
von ihnen besondere Beladungsrutschen 12 und besondere Entleerungsrutschen 9.
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Bei einer Anordnung von geneigten Zellen gemäß der Erfindung beschreiben
die Mittellinien der Zellen Spiralkurven um eine gemeinsame Achse. Diese Kurven
können Schraubenlinien, z. B. Schraubenlinien mit kreisförmiger Projektion, sein,
was es gestattet, eine Reihe von Zellen gleicher Höhe in einem Kreiszylinder mit
vertikalen Wänden unterzubringen und so einen kompakten und wirtschaftlichen Aufbau
zu bilden.
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In den F i g. 3 und 4 ist eine Anordnung von sechs Zellen 30 dargestellt,
die durch einen äußeren Kreiszylinder 14 mit vertikaler Achse, einen koaxialen inneren
Zylinder oder Pfosten 15 und sechs Zwischenwände 16 gebildet sind. Jede dieser Wände
ruht auf den Zylindern 14 und 15 entlang zweier Stützlinien 17 und 18, welche Schraubenlinien
mit gleicher Steigung beschreiben.
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Bei der hier beschriebenen Ausführungsform ist die Zwischenwand 16
nicht durch eine schraubenförmige Fläche gebildet, da eine derartige Form praktisch
schwierig zu verwirklichen ist. Die Wand 16 kann zweckmäßigerweise durch ebene Bleche
19 gebildet sein, die sich elastisch verformen können, um sich auf Winkelstücken
20 und 21 abstützen zu können, die ihrerseits an den Zylindern 14 und 15 entlang
den Stützlinien 17 und 18 befestigt sind.
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Die Stützlinien 17 sind zur Vertikalen weniger geneigt als die Stützlinien
18. Folglich sind die Tragwinkelstücke wie 20, 21 an die Länge eines Bleches 19
mit zwei geradlinigen, aber nicht koplanaren Halterungen anpaßbar. Die elastische
Deformation der Bleche 19, die dazu bestimmt ist, die Berührung mit den Halterungen
20 und 21 zu gewährleisten, erzeugt in den Blechen eine Verformung mit doppelter
Krümmung wie bei einem hyperbolischen Paraboloid, was die Folge einer starken Erhöhung
der Widerstandsfähigkeit dieser Bleche hat.
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In F i g. 3 ist die Mittellinie M einer der Zellen 30 des Silos dargestellt,
welche eine absteigende Spiralkurve um den Innenzylinder 15 herum beschreibt.
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Nach F i g. 5 können die Winkelstücke 20, 21 stufenförmig angeordnet
sein und die Bleche 19 können abgebogene Ränder 19 a aufweisen, um Stufen der in
F i g. 5 dargestellten Art zu schaffen und Zonen 22 verringerten Luftwiderstandes
in dem eingelagerten Material zur Erleichterung der Belüftung zu bilden.
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In F i g. 4 erkennt man eine der Zonen 22, welche durch strichpunktierte
Linien angedeutet ist. In dieser Figur bezeichnet die Bezugszahl 23 ein Luftzuführungsrohr,
das in dem Zylinder 15 angeordnet und mit Düsen 24 versehen ist, um Luft in die
Kanäle 22 zu blasen. Zwei Absaugrohre 25 und 26 mit durch Kappen 27 geschützten
Öffnungen saugen die Luft an und zwingen sie, die gesamte eingelagerte Masse nach
den durch die Pfeile 28 angedeuteten Wegen zu durchlaufen.
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Der Außenzylinder 14 kann auf seiner Außenfläche durch schraubenförmige
Winkelstücke 29 verstärkt sein, die senkrecht zu den Halterungswinkelstücken 21
angeordnet sind. Wie bereits oben erwähnt, wirkt ein beträchtlicher Teil des Gewichtes
des eingelagerten Materials direkt auf die geneigten Zwischenwände und überträgt
sich über die vertikalen Außenwände auf den Boden. Folglich hat man die vertikalen
Wände zu verstärken, um ihr Knicken zu verhindern.
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Die Erfindung ist nicht auf die beschriebene Ausführungsform beschränkt.
Sie ist vieler Abwandlungen fähig und läßt sich mit jedem geeigneten Konstruktionsmaterial,
wie Metall, Beton, Holz od. dgl., anwenden.
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Bei einer Betonkonstruktion kann man die Bleche 19 oder alle anderen
analogen Elemente aus Holz od. dgl. zeitweise festlegen und sich dieser als Schalung
bedienen, um die Zwischenwände 16 zu gießen.