DE1507885C2 - Vorrichtung zum Mischen von körnigem oder pulverförmiger» Gut - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Mischen von körnigem oder pulverförmigem Gut, bei der in einem Mischsilo mehrere Fallrohre angeordnet sind, deren Einlauföffnungen in verschiedenen Höhen des Silos und deren Auslaßöffnungen auf etwa gleicher Höhe an einem nachgeschalteten Sammelbehälter vorgesehen sind, wobei die aus dem Sammelbehälter ausfließende Gutmenge kleiner gehalten wird als die dem Sammelbehälter zuführbare Gutmenge gemäß Patent 14 32 025.

Bei der Mischvorrichtung nach dem Hauptpatent wird aus dem Sammelbehälter weniger Gutmenge abgezogen als durch die Fallrohre zugeführt werden kann. Dadurch erfolgt im Sammelbehälter eine Anstauung des Mischgutes, so daß die Auslaßöffnungen der Fallrohre im Sammelbehälter teilweise blockiert werden. Vergrößert sich die Durchströmmenge in einem Fallrohr, so folgt daraus eine stärkere Blockierung der zugehörigen Auslaßöffnung, so daß verhindert wird, daß aus diesem Fallrohr eine größere Menge in den Sammelbehälter tritt als durch die anderen Fallrohre. Eine Verkleinerung der Durchströmmenge durch ein Fallrohr führt dazu, daß die zugehörige Auslaßöffnung im größeren Maße freigegeben wird. Mit Hilfe einer derartigen Stauwirkung wird ohne die Verwendung von komplizierten Ventilen eine selbsttätige Steuerung des aus dem Silo abgezogenen Gutes gewährleistet. Die durch die Fallrohre hindurchgehende Strömungsmenge an zu mischendem Gut bleibt daher im wesentlichen gleich, so daß durch die entsprechende Anordnung der Einlauföffnungen der Fallrohre im Silo aus jedem Bereich des Silos gleichmäßig viel Gut zum Sammelbehälter abgezogen wird. Aus dem Sammelbehälter wird das Mischgut über eine Gut-Rückführeinrichtung in den Oberteil des Silos zurückgeführt, um ein vollständiges Mischen des Gutes sicherzustellen. Zur Herstellung einer gleichmäßigen Mischung des zu mischenden Gutes sind bei dieser Mischvorrichtung einige Umläufe der gesamten Gutmenge erforderlich.

Es ist bereits eine Mischvorrichtung bekannt, bei der die Einlauföffnungen von Fallrohren in verschiedener Höhe des Silos angeordnet sind. Die Fallrohre führen zu einem Sammelbehälter, aus dem die Gutmenge abgezogen und über eine Rückführleitung in den Oberteil des Silos zurückgeführt wird. Zur vollständigen Durchmischung sind auch hier mehrere Umläufe der gesamten Gutmenge durch die Mischvorrichtung erforderlich. Außerdem sind in die Fallrohre Ventile geschaltet, um einen gleichmäßigen Durchfluß des Gutes durch die einzelnen Fallrohre zu gewährleisten.

Durch die Verwendung von Ventilen wird sowohl der Aufbau als auch der Betrieb der bekannten Mischvorrichtung verhältnismäßig aufwendig.

Es ist ferner eine Mischvorrichtung bekannt, bei der vertikal im Silo angeordnete Fallrohre in gleichmäßigen Abständen Einlauföffnungen aufweisen. Die Auslaßöffnungen der Fallrohre enden in unterschiedlicher Höhe oberhalb des trichterförmigen Unterteils des Silos. Der Materialstand des zu mischenden Gutes im Unterteil des Silos wird so reguliert, daß sich kein Stau ergibt Dadurch fällt das Gut, wie das auch bei der letztgenannten bekannten Vorrichtung der Fall ist, mit Fallgeschwindigkeit durch die Fallrohre. Dabei sind sämtliche Einlauföffnungen der Fallrohre wirksam, um aus Bereichen unterschiedlicher Höhe des Silos Gut abzuziehen. Ein besonderer Sammelbehälter ist bei der bekannten Vorrichtung nicht vorgesehen. Das zu mischende Gut sammelt sich im Unterteil des Silos und wird von diesem über einen Auslaßstutzen in den Oberteil des Silos zurückgeführt. Auch hierbei ist zum vollständigen Mischen des Gutes eine Zahl von Umläufen der gesamten Gutmenge erforderlich.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Mischvorrichtung zu schaffen, bei der zur Erzielung einer gleichmäßigen Mischung des zu mischenden Gutes nicht erforderlich ist, das Mischgut zu wiederholten Malen in den Silo zurückzuleiten.

Bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß jedes Fallrohr in bekannter Weise mit mehreren Einlauföffnungen in unterschiedlicher Höhe versehen ist und daß jedes Fallrohr bis zu seiner obersten, unterhalb des Mischgutpegels im Silo gelegenen Einlauföffnung gefüllt gehalten ist.

Wie bei der Mischvorrichtung nach dem Hauptp.atent durchströmt das Gut die Fallrohre mit einer geringeren Geschwindigkeit als mit der freien Fallgeschwindigkeit, was zur Folge hat, daß stets nur die obersten in einer Mischgutschicht des Silos liegenden Einlauföffnungen der Fallrohre wirksam sind, während durch die darunterliegende Einlauföffnung kein Gut eintreten kann, da an dieser Stelle das Fallrohr bereits gefüllt ist Bei der erfindungsgemäßen Mischvorrichtung wird ein gleichmäßiges Abziehen des Gutes im Silo sowohl zu Beginn als auch zu einem späteren Zeitpunkt, wenn der Mischgutpegel im Silo allmählich sinkt, gewährleistet

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß bei konischer Ausgestaltung des Silounterteils ein mittiger Auslaßstutzen in den Sammelbehälter mündend vorgesehen ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung soll an Hand von Zeichnungen erläutert werden.

F i g. 1 zeigt einen senkrechten Schnitt durch die erfindungsgemäße Mischvorrichtung entlang der Linie I-I in der Anordnung nach F i g. 2;

F i g. 2 zeigt eine vergrößerte Draufsicht auf die Vorrichtung nach Fig. 1;

F i g. 3 zeigt einen Schnitt durch die untere Hälfte des Silos entlang der Linie III-III durch die Vorrichtung

gemäß F i g. 1;

F i g. 4 zeigt vergrößert einen Schnitt durch die untere Hälfte der Mischvorrichtung mit einer dynamischen Verteilung des Mischgutes während des Mischvorgangs;

F i g. 5 zeigt vergrößert die unteren Enden einiger Fallrohre mit ausströmendem Mischgut;

F i g. 6 zeigt einen Querschnitt durch ein Fallrohr mit einer verschließbaren öffnung;

F i g. 7 zeigt einen Schnitt durch die Mischvorrichtung mit geschichtetem Mischgut zu Beginn des Mischvorgangs;

Fig.8 zeigt einen Schnitt durch die Mischvorrichtung, bei der etwa die Hälfte des Mischgutes aus dem Silo abgezogen ist.

Gemäß den Fig. 1 und 2 ist ein Silo 14 einer Mischvorrichtung mit Pratzen 11 an einem nicht gezeigten Rahmen befestigt, der den Silo in aufrechter Lage hält. Der Silo ist zylindrisch geformt und weist einen konischen Unterteil 26, einen zylindrischen Mittelteil 25 und einen gewölbten Oberteil 30 auf. Der Querschnitt des Silos wird normalerweise kreisförmig gewählt. Es sind jedoch auch andere Querschnitte möglich. Der Oberteil 30 des Silos 14 weist in der Mitte eine öffnung 200 auf, auf die ein Deckel 202 aufgesetzt ist. Die Öffnung 200 schafft eine Zutrittsmöglichkeit für das Innere des Silos und dient außerdem als Einfüllöffnung für die Beschickung des Silos. Ferner sind im Oberteil 30 öffnungen 204 vorgesehen, die mit Zuleitungen zum Heranführen von zu mischendem Gut verbindbar sind.

Im Inneren des Silos 14 sind mehrere Fallrohre in senkrechter Richtung angeordnet und am Oberteil 30 befestigt. Die unteren Enden der Fallrohre 206 gehen durch den konischen Unterteil 26 des Silos hindurch und enden mit Auslaßöffnungen 208 im Inneren eines Sammelbehälters 18, der unterhalb des konischen Unterteils 26 angeordnet ist. Die Auslaßöffnungen 208 sind im Sammelbehälter 18 in gleicher Höhe angeordnet.

Der Sammelbehälter 18 weist ein zylindrisches Oberteil 50 auf, das mit einem kegelförmigen Unterteil 52 aus einem Stück besteht. Das kegelförmige Unterteil 52 hat einen Auslaß 34, durch den das Mischgut in einen Transportbehälter 210 oder auf ein Förderband zur weiteren Verarbeitung abgegeben werden kann. Der Auslaß 34 ist mit einer Schiebervorrichtung 212 versehen, deren Schieber 214 von einem Schwenkhebel 216 verstellbar ist. Das zylindrische Oberteil 30 des Sammelbehälters 18 besitzt ferner einen seitlichen Stutzen 218, der durch einen Deckel 220 abgeschlossen ist und über den ein Zugang in das Innere des : Sammelbehälters möglich ist.

Die Fallrohre 206 sind kreisförmig innerhalb des Silos 14 angeordnet und haben gegeneinander und von der Silowand einen gleichmäßigen Abstand. Auch die unteren Enden der Fallrohre sind gegenüber dem zylindrischen Oberteil 30 des Sammelbehälters 18 kreisförmig auf Abstand gehalten.

In senkrechten Abständen in Längsrichtung der Fallrohre 206 sind mehrere Einlauföffnungen 222 vorgesehen, durch die das zu mischende Gut aus dem Silo abgezogen wird. Die Anzahl der Einlauföffnungen, deren senkrechte Verteilung und die Anordnung der Fallrohre im Inneren des Silos 14 richten sich nach dem jeweiligen Grundriß, dem Fassungsvermögen und der Höhe des Silos sowie den Eigenschaften des zu mischenden Gutes. Die Verteilung der öffnungen 222 längs der Fallrohre 206 ist dabei so getroffen, daß geometrisch ähnliche Abschnitte des Gutes im Silo in Verbindung mit einer öffnung gebracht werden, so daß das Gut gleichmäßig durch die öffnungen 222 abgezogen wird und eine gleichmäßige Mischung des im Silo in Schichten eingelagerten Gutes, unabhängig von dem Mischgutpegel des Gutes, erzielt wird. Die in den Sammelbehälter geleitete Mischung setzt sich aus gleichen Anteilen des in den Silo eingebrachten Gutes zusammen. Dabei gestatten nur die obersten, unter dem Mischgutpegel liegenden Einlauföffnungen einen Abzug des Mischgutes, während die darunterliegenden öffnungen unwirksam und von dem nach unten strömenden Mischgut im Fallrohr blockiert sind. Dieser Vorgang findet jedoch nur dann statt, wenn die Strömungsgeschwindigkeit des Mischgutes im Fallrohr kleiner ist als die freie Fallgeschwindigkeit. Daher ist jedes Fallrohr bis zur Auslaßöffnung vollständig mit abwärts strömendem Mischgut gefüllt.

Die beim gesteuerten Abzug von Mischgut aus einem Silo auftretenden statischen und dynamischen Kräfte sind zur Zeit noch nicht völlig geklärt. Es wird jedoch angenommen, daß die Abwärtsbewegung der Festkörper des Mischgutes in einem Fallrohr bei einer Geschwindigkeit, die kleiner ist als die Geschwindigkeit im freien Fall, im vollständig aufgefüllten Fallrohr an den Einlauföffnungen, die unterhalb der obersten Einlauföffnungen des Rohres liegen, einen nach auswärts gerichteten Druck erzeugt, der im wesentlichen gleich ist dem statischen, nach innen gerichteten Druck jener Teilchen, die sich gegenüber den unteren Einlauföffnungen befinden, so daß ein Eintreten dieser Teilchen in die unteren Einlauföffnungen verhindert wird. Dadurch ist ein dynamisches Gleichgewicht an jenen Einlauföffnungen hergestellt, die unterhalb der wirksamen Einlauföffnungen liegen, und zwar so lange, bis der Mischgutpegel im Silo so weit absinkt, daß die nächsten darunterliegenden Einlauföffnungen ebenfalls in der Lage sind, Mischgut abzuziehen. Dieser Vorgang setzt sich mit sinkendem Mischgutpegel im Silo fort.

Die Anzahl und Verteilung der Einlauföffnungen längs der Fallrohre 206 gewährleisten einen kontinuierlichen Abzug von Mischgut aus geometrisch ähnlichen Abschnitten der Silofüllung, unabhängig vom Fassungsvermögen und vom Füllungsgrad des Silos. Sinkt der Mischgutpegel allmählich ab, so werden die geometrisch ähnlichen Abschnitte bzw. Volumen des zu mischenden Gutes im proportionalen Verhältnis kleiner. Mathematische Schätzungen in Verbindung mit Versuchen und einer Fehlerbestimmung haben sich als ausreichend erwiesen, eine äußerst genaue, gleichmäßige Mischung mehrerer verschiedener Stoffe zu erhalten, ohne daß das gemischte Gut nochmals nachgemischt zu werden braucht.

Zur besseren Anpassung an unterschiedliche Stoffe sind die Einlauf öffnungen durch eine verschiebbare Hülse 224 (F i g. 4) verschließbar. Die Hülse 224 gleitet auf dem Fallrohr 206, wobei die jeweilige Stellung durch eine Feststellschraube 226 festgestellt werden kann. Durch Abschließen einzelner Einlauföffnungen können die Entnahmeverhältnisse der Anzahl und den Eigenschaften der zu mischenden Stoffe angepaßt werden. Die Hülse zum Verschließen einer Einlauföffnung kann auch rohrförmig ausgebildet sein, die drehbar um das Fallrohr 206 herum angeordnet ist. Eine derartige Ausführungsform ist in F i g. 6 wiedergegeben. Die drehbare Hülse 228 weist einen Schlitz auf, über den die Einlauföffnung 222 freigegeben werden kann. Die Hülse 228 kann durch eine Feststellschraube 236 festgestellt

werden.

Ein Mischvorgang wird an Hand der Fig. 7 und 8 beschrieben. Gemäß F i g. 7 ist der Silo 14 mit einer aus drei Schichten A, B und C bestehenden Charge beschickt. Die in F i g. 1 dargestellten Fallrohre 206 sind hier mit Bezugsziffern Cl bis' C9 bezeichnet, während die Einlauföffnungen von oben nach unten mit Cl-I, C1-2, C1-3 bezeichnet sind. Im Zustand nach Fig. 1 wird die obere Schicht A durch die Einlauföffnungen Cl-I, C4-1, C5-1 und C9-1 abgezogen. Aus der mittleren Schicht B wird über die Einlauföffnungen C2-1, C3-1, C7-1, C8-1 abgezogen. Aus der unteren Schicht Cwird über die Öffnungen C6-1 und über einen Auslaßstutzen 230 des Silos 14 entnommen.

Das durch die verschiedenen Einlauföffnungen abgezogene Mischgut strömt durch die unteren Auslaßöffnungen 208 in den Sammelbehälter, in dem es sich dann absetzt. Anschließend wird es in einen Behälter 210 nach'Fig. 1 geschüttet. Beim Betriebszustand nach F i g. 7 sind die unterhalb einer schluckfähigen öffnung liegenden Einlauföffnungen, beispielsweise die Öffnungen C1-2, C1-3, C1-4 und C1-5 des Fallrohres Cl, infolge des im Fallrohr Cl strömenden Mischgutes wirksam. Mit fortschreitendem Mischvorgang sinkt der Mischgutpegel allmählich ab und nimmt schließlich die in F i g. 8 gezeigte Lage ein. Während des Absinkens des Mischgutpegels sind die Einlauföffnungen Cl-I, C3-1, C4-1, C4-2, C4-2, C5-1 und C9-1 frei und damit unwirksam geworden, so daß jeweils die nächste unterhalb einer frei gewordenen Einlauföffnung liegende öffnung schluckfähig wird und Mischgut aus dem Silo abzieht. Gemäß F i g. 8 wird somit Mischgut aus der Schicht A über die öffnungen C1-2 und C8-1 sowie über die öffnungen C2-1 und C9-2, die gerade über der Grenze zwischen den Schichten A und B liegen, abgezogen. Aus der Schicht B wird durch die öffnungen C5-2 und C7-1 sowie durch die an der Grenzschicht liegenden öffnungen C2-1 und C9-2 abgezogen. Aus der Schicht C im konischen Unterteil des Silos wird das Mischgut über die Einlauföffnungen C3-2, C4-3, C6-1 und den Auslaßstutzen 230 abgezogen.

Bei dem in den F i g. 7 und 8 dargestellten Mischbeispiel wird also kontinuierlich Mischgut aus geometrisch ähnlichen Abschnitten der Charge, unabhängig von der Volumenabnahme im Silo, abgezogen, so daß das in den Sammelbehälter einströmende Gut gleichmäßig aus dem Inhalt des Silos zusammengesetzt ist. Sinkt der Mischgutpegel unter die in F i g. 1 gezeigte Höhe, so werden die darunterliegenden noch schluckfähigen Einlauföffnungen wirksam, so daß der Mischgutrest schließlich durch die öffnungen C1-5, C2-4, C3-2, C4-4, C5-4, C6-2, C7-2, C8-4 und C9-4 entnommen wird. Fällt der Mischgutpegel am Ende schließlich unter die untersten Einlauföffnungen, wird der verbleibende Rest durch den Auslaßstutzen 230 abgezogen.

Der Auslaßstutzen 230 kann auch in Wegfall kommen, so daß sich im unteren Teil des Silos ein toter Raum ergibt. Gemäß F i g. 1 kann auch eine Schiebervorrichtung 232 am Auslaßstutzen 230 angeordnet sein, die ähnlich wie die Schiebervorrichtung 212 am Auslaß des Sammelbehälters 18 aufgebaut ist.. Während des Mischvorganges schließt die Schiebervorrichtung den Auslaßstutzen 230. Nach beendetem Mischvorgang wird das restliche Gut abgezogen und in den Silo für einen nächsten Mischvorgang zurückgeleitet. Das untere konische Teil 26 des Silos 14 kann dabei so ausgebildet sein, daß der unter den untersten Einlauföffnungen der Fallrohre liegende tote Raum möglichst klein wird.

Wird jedoch ein Auslaßstutzen 230 verwendet, wie er in den F i g. 7 und 8 dargestellt ist, so ist das durch die kreisförmige öffnung des Auslaßstutzens fließende Volumen gleich dem Volumen des unter den untersten Einlauföffnungen in den Fallrohren befindlichen Gutes, während das im Silo oberhalb der untersten Einlauföffnungen liegende Mischgut durch die Fallrohre abgezogen wird. Dementsprechend wird das im Unterteil des Silos gelagerte Mischgut in einem proportionalen Verhältnis zu dem über die Fallrohre abgezogenen Gut entnommen. Dadurch ergibt sich ein genaues und gleichmäßiges Mischen der verschiedenen Stoffe.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das aus den Auslaßöffnungen 208 ausströmende Mischgut durch einen gesteuerten Abzug des fertig gemischten Gutes aus dem Sammelbehälter 14 gesteuert. Dadurch, daß das Mischgut aus dem Sammelbehälter 14 in einem kleineren Maße abgezogen wird, als es im Stande ist, über die Auslaßöffnungen 208 der Fallrohre ir. den Sammelbehälter 14 hineinzugelangen, wird eine Stauung des Mischgutes erreicht und sichergestellt, daß das Mischgut mit einer geringeren Geschwindigkeit als der Fallgeschwindigkeit durch die Fallrohre 206 strömt. Der Auslaß 36 am Sammelbehälter 14 ist dabei so bemessen, daß bei völlig offener Schiebervorrichtung 212 die Abzugsmenge aus dem Sammelbehälter geringer ist als der mögliche Zufluß von den Fallrohren 206 und dem Auslaßstutzen 230. Das teilweise Blockieren der Auslaßöffnungen 208 und des Auslaßstutzens 230 ist in den F i g. 3 bis 5 dargestellt. Darin ist gezeigt, daß der Winkel des aus den Auslaßöffnungen ausströmenden Mischgutes gleich dem Schüttwinkel des entsprechenden Gutes ist, wobei der Abzug aus dem Sammelbehälter 14 langsamer ist als der mögliche Mischgutzufluß bei freier Fallgeschwindigkeit in den Fallrohren 206 und im Auslaßstutzen 230. Wenn das Mischgut also abwärts und zentrisch durch das Unterteil 26 des Sammelbehälters in Richtung des Auslasses 36 strömt, dann fließt auch eine gesteuerte Mischgutmenge abwärts und durch die Auslaßöffnungen 206 und den Auslaßstutzen 230, wobei die Schüttwinkel der Stoffe, wie es in den Fig.4 und 5 gezeigt ist, dynamisch beibehalten werden. Das aus jeder Auslaßöffnung 208 strömende Mischgut kann als Kreisausschnitt 234 (Fig.3) dargestellt werden und weist gemäß F i g. 5 eine konvexe Oberfläche entsprechend dem natürlichen Schüttwinkel des Mischgutes auf. Jeder Kreisausschnitt 234 trägt in gleichem Maße zu der Menge des aus dem Sammelbehälter abgezogenen, fertig gemischten Gutes bei, so daß eine genaue Vermischung des gesamten Siloinhalts gewährleistet ist.

Während der anfänglichen Beschickung des Silos 14 wird ein Teil des Mischgutes in den Sammelbehälter 18 fließen, bis dieser so weit gefüllt ist, daß die Auslaßöffnungen 208 blockiert sind. Dann wird der Zufluß unterbrochen, bis die Schiebervorrichtung 212 geöffnet wird. Das anfänglich in den Sammelbehälter eingelaufene Gut wird nicht in dem gewünschten Maße gemischt sein, falls der Silo nicht in äußerst rascher Weise bzw. in sehr kurzer Zeit gefüllt wurde. Daher kann das anfänglich in den Sammelbehälter 18 gelangende Mischgut wieder in den Silo zurückgeleitet werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Mischen von körnigem oder pulverförmigem Gut, bei der in einem Mischsilo mehrere Fallrohre angeordnet sind, deren Einlauföffnungen in verschiedenen Höhen des Silos und deren Auslaßöffnungen auf etwa gleicher Höhe an einem nachgeschalteten Sammelbehälter vorgesehen sind, wobei die aus dem Sammelbehälter ausfließende Gutmenge kleiner gehalten wird als die dem Sammelbehälter zuführbare Gutmenge, nach Patent 1432025, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Fallrohr (206) in bekannter Weise mit mehreren Einlauföffnungen (222) in unterschiedlicher Höhe vorgesehen ist und daß jedes Fallrohr bis zu seiner obersten, unterhalb des Mischgutpegels im Silo (14) gelegenen Einlauföffnung gefüllt gehalten ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei konischer Ausgestaltung des Silounterteils ein mittiger Auslaßstutzen (230) in den Sammelbehälter (18) mündend vorgesehen ist.