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Dosiereinrichtung für Mischbunker Zusatzanmeldung zu P 18 o6 640.5
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Mischen von rieselfähigen Schüttgütern,
bestehend aus einem Bunker mit einem eingebauten Rohrsystem zum Entnehmen des Schüttgutes
aus unterschiedlichen Stellen des Bunkers und einer Einrichtung zum Zusammenführen
der von den einzelnen Rohren abgezogenen Gutsanteile unter Einstellung bestimmter
Größen dieser Anteile zueinander.
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Neuere Verfahren zum Mischen rieselfähiger Schüttgüter verwenden Mischbunker
mit Einbauten, die allgemein als Rohrsysteme ausgeführt werden und so ausgebildet
sind, daß das Schüttgut aus verschiedenen definierten Stellen des. Bunkers gleichzeitig
und in zueinander vorgegebenen Mengenanteilen abgezogen und durch die eigene Schwerkraft
zu einer Vorrichtung geführt wird, wo die Einzelmengen zu der Gesamtentnahmemenge
vereinigt werden.
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Das Mischsystem setzt sich dabei aus zwei Funktionsabschnitten, die
allgemein auch zwei Konstruktionsabschnitte sind, zusammen.
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Eine Anzahl von Rohren bildet ein Rohrsystem, welches Entnahmeöffnungen
im Bunkerinnern aufweist, durch welche das Schüttgut aus dem freien Bunkerraum in
die Rohre einläuft. Die Rohre sind mit so viel Gefälle verlegt, daß das Gut durch
seine eigene Schwerkraft innen nachrutscht. Die Rohre führen zu einer Vorrichtung,
durch welche dafur gesorgt wird, daß die Gutströme der einzelnen Rohre bestimmte
Mengenverhaltnisse zueinander aufweisen. Meist sollen alle Einzelmengen aus den
Rohren gleich groß sein.
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Der Teil des Mischsysterns, durch den die Stellen festgelegt werden,
an denen das Schüttgut aus dem Bunkerraum entnommen wird, soll
Entnahmeeinrichtung,
und derjenige, durch den die Einzelmengen in ihrer Größe bestimmt werden1 soll Dosiereinrichtung
genannt werden.
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Dosiereinrichtung.
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Bekannt geworden ist ein Bunkermischsystem (USP 3.106.385), bei dem
Rohrstücke oder Trichter als~Entnahmeeinrichtungen verwendet werden und bei dem
einstellbare Klappen, und zwar für jede Entnahmestelle eine, als Dosiereinrichtung
vorgesehen sind. Dabei führen die Entnahmerohre von einem Entnahmebereich in der
Nähe des. Bunkermantels nach außerhalb des Bunkers und die Klappen zum Abziehen
und Dosieren sind außen an der Bunkeroberfläche, verteilt über Höhe und Umfang des
Bunkers, angebracht. Die Mengenregelung von Schüttgut mit Klappen ist kompliziert
und störanfällig und die Abzugsmengen pro Klappe müssen eine Mindestgröße haben,
um ein Verstopfen des Durchganges auszuschließen.
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Wesentliche Nachteile der Klappendosierung wurden durch eine Vorrichtung
(USP 3.158.362) vermieden, bei der die Entnahmerohre zu einer gemeinsamen Dosiereinricht-ung
unterhalb des Bunkers geführt werden.
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Die Dosiereinrichtung arbeitet dabei so, daß das Schüttgut in den
Rohren gestaut nachrutscht und auch bis zum zentralen Austrittsstutzen an der Dosiereinrichtung
gestaut weiterfließt. Diese Dosiereinrichtung besitzt keine mechanisch bewegten
Teile und das gemischte Gut kann in beliebig kleinen Durchsatzmengen und mit beliebigen
Unterbrechungen dem System entnommen werden. Die Anbringung der Dosiervorrichtung
erfordert aber freien Platz unter dem Bunker und braucht eine bestimmte Bauhöhe,
die zwischen dem Bunkerausgang und der Einrichtung zum Weiterfördern des Gutes vorhanden
sein oder vorgesehen werden muß.
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Der zusätzliche Bedarf von Bauhöhe zwischen dem Bunkerausgang und
der Einrichtung zum Weiterfördern des Gutes ist vor allem von Nachteil, wenn man
in vorhandene Bunker nachträglich Mischsysteme einbauen will und dieser Platz nur
durch Höhersetzen des gesamtenBunkers oder Bau einer Bodengrube gewonnen werden
kann. Es wurde deshalb versucht, ein Mischsystem zu finden, bei welchem'unter Beibehaltung
der Vorteile des gestautan Schüttgutströmens und ohne Verwendung
bewegter
mechanischer Bauelemente eine Dosierung der mit Rohren abgezogenen Schüttgutmengen
durchgeführt wird. Zudem sollte die Dosiergenauigkeit noch unabhängig von der Genauigkeit
der Position der Rohrausläufe der Entnahmerohre sein, um eine bessere Dosiergenauigkeit
zu erzielen.
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In der Patentanmeldung (DBP P 18 06 640.5) wird eine Dosiereinrichtung
beschrieben, die im Unterteil des Mischbunkers angebracht ist und bei der die Dosierung
mittels eines in Kammern eingeteilten Ringspaltes, der zwischen dem Behälterboden
und einem Verdrängerkörper liegt, erfolgt. Diese und alle bisher bekannten Dosiereinrichtungen
bzw. Bunkerausführungen haben noch die nachteilige Eigenschaft, daß bei Mischbunkern
mit großen Durchmessern stets Toträume im unteren Bunkerbereich auftreten. "Toträume"
sind solche Stellen im Bunkerinnern, in denen keine Schüttgutbewegung stattfindet,
wenn bei vollem Bunker ein Teil des Bunkerinhaltes abgezogen wird.
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Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird für Bunker mit beliebig
großen Durchmessern eine Ausbildung von Toträumen dadurch vermieden, daß als Bodenabzugsorgan
und Teil der Dosiereinrichtung zwei oder mehr konzentrische Spalträume vorgesehen
werden1 daß diese Spalträume zum Dosieren der Entnahmeströme in Umfangsrichtung
in Kammern aufgeteilt sind, daß in jede Kammer ein Schüttgutstrom aus einer oder
mehreren vorgegebenen Stellen des Bunkerinnern geführt wird, daß das durch jeden
Spaltraum gestaut durchströmende Schüttgut in einem Leittrichter unterhalb desselben
ebenfalls gestaut strömend zu einem jeweiligen Rohrstück am unteren Trichterende
geführt wird, daß diese Rohrstücke ineinandergeführt sind und daß durch die Festlegung
ihrer Durchmesser die aus den einzelnen Spalträumen entnommenen Schüttgut mengen
in einem vorgegebenen Verhältnis zueinander festgelegt werden.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist in Fig. 1 und 2 dargestellt.
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Die Ausführung derEntnahmerohre t2) und die räumliche Anordnung der
Entnahmestellen sind nicht Gegenstand dieser Erfindung.
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Im gezeichneten Beispiel (Fig. 1 und 2) ist ein Bunker mit 48 Entnahmerohren
(2) und 3 Spalträumen (8,9,10) dargestellt. Fig. 1 zeigt
einen Längsschnitt
durch den unteren Bunkerteil mit der Dosiereinrichtung. Hierbei sind nur die in
der Schnittebene liegenden Entnahmerohre gezeichnet, die dahinterligenden sind in
der Zeichnung nicht dargestellt worden. Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf die Dosiereinrichtung.
Hierbei ist nur im linken Bildbereich ein Teil der die ganze Fläche ausfüllenden
Dachbleche und Entnahmerohre eingezeichnet worden.
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Im Bunkerraum (1), dessen oberes Ende nicht dargestellt ist, befindet
sich das zu mischende Schüttgut. Der größere Anteil tritt durch Entnahmeöffnungen
in die Entnahmerohre (2) ein und strömt in ihnen gestaut nach unten. Die Entnahmerohre
(2) münden auf der Unterseite dachförmiger Abdeckbleche (14), kurz Dachbleche genannt,
welche jeweils einen Umfangsanteil der Ringspalte (11,12,13) gegen den Bunkerraum
(1) abdecken, in jeweils eine Dosierkammer (26) für Rohrentnahme. Der Bunkerraum
(1) geht am unteren Ende in drei Spalträume (8, 9,10) über. Zuunterst der Spalträume
sind die der genauen Dosierung dienenden Ringspalte (11,12,13) angeordnet. Der innere
Spaltraum (8) wird durch den Verdrängerkörper (3) und den Trichterteil (4), der
von oben bis zum Ringspalt (13) geht, begrenzt. Der zweite Spaltraum (9) wird von
dem-Kegelmantelstück (5) und dem Trichterteil (6), wieder von oben bis zum Ringspalt
(12) gehend, begrenzt und der äußereSpaltraum (10) wird von dem Kegelmantelstück
(7) und dem oberen Teil des trichterförmigen Bunkerbodens, bis zum Ringspalt (?1)
gehend, begrenzt.
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In jeden Spaltraum münden Entnahmerohre, die senkrecht über diesem
verlaufen und somit auf drei konzentrischen Kreisen angeordnet sind.
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Im inneren Spaltraum (8) munden 8 Entnahmerohre, im mittleren Spaltraum
(9) münden 16 Entnahmerohre und im äußeren Spaltraum (10) munden 24 Entnahmerohre.
Die Ringspalte (11,12,13) sind in Umfangsrichtung durch die Unterkanten der Dachbleche
(14) in Kammern (25,26) aufgeteilt. Vom Rohraustritt an bilden sich Schüttkegel
des Schiittgutes, deren Basis die gesamte Breite der vom Dachblech und dem Ringspalt
gebildeten Kammer (26) ausfüllt. Wechselseitig sind jeweils eine mit einem Dachblech
(14) abgedeckte Kammer (26) und eine zuni Bunkerraum offene Kammer (25) angeordnet.
Bei Bunkerabzug strömt durch einen jeden Ringspalt (11,12,13) eine bestimmte Schilttgutlliellge,
gleichmäßig
über den Umfang verteilt, gestaut durch. Der Umfangsan teil einer Kammer bestimmt
den durch diese Kammer strömenden Gutsanteil als entsprechende Teilmenge des durch
den betrachteten Ringspalt strömenden Gutes. Durch die nicht nach oben abgedeckten
Kammern (25) erfolgt die Bodenentnahme des Schüttgutes. Das Verhältnis der Umfangsanteile
der abgedeckten Kammern (26) mit Rohreinmündung zu denen der nach oben offenen-Kammern
(25) zur Bodenentnahme ist gleich dem Mengenverhältnis Rohrentnahme zu Bodenentnahme.
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Das gleichmäßig über den Umfang durch den inneren Ringspalt (13) strömende
Schüttgut wird durch den darunter befindlichen Leittrichter (15) zusammengeführt
und im unten.angeschlossenen Rohrstück (18) weitergeführt. Im gezeichneten Beispiel,
Fig. 1, bilden Trichterteil (4) und Leittrichter (15) ausfahrungsmäßig eine Einheit,
da sie beide die gleiche Neigung haben. Das durch den mittleren Ringspalt (12) strömende
Schüttgut wird durch den Leittrichter (16) zum unten angesetzten Rohrstück (20)
geführt und das durch den äußeren Ringspalt (11) strömende Schüttgut wird durch
den trichterförmigen Bunkerboden (17) zum Rohrstück (22) geführt. In den drei Rohrstücken
(18, 20,22) strömt das Schüttgut gestaut abwärts. Rohrstück (18) taucht konzentrisch
etwas in Rohrstück (20) ein. Durch Rohrstück (18) strömt die Entnahmemenge des Ringspaltes
(13). Durch den Ringquerschnitt (19) des Rohrstückes (20) strömt die Entnahmemenge
des Ringspaltes (12).
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Da das Schüttgut gleichmäßig über den Querschnitt des Rohrstückes
(20) unterhalb der Einmündung von Rohrstück (18) weiterströmt, bildet das Flächenverhältnis
von Rohrstück (18) zu Ringquerschnitt (19) ziemlich genau das Durchflußverhältnis
von Ringspalt (13) zu Ringspalt (12). Im Rohrstück (20) unterhalb von Rohrstück
G18) werden die Entnahmemengen der Ringspalte (13) und (12) nach unten geführt.
Durch den Ringquerschnitt (21) wird die Entnahmemenge des Ringspaltes (11) hinzugefügt.
Durch das Querschnittsverhältnis von Rohrstück (20) zu Ringquerschnitt (21) wird
die Liefermenge der Ringspalte (13) und (12) zu der des Ringspaltes (11) festgelegt.
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Unterhalb der Mündung von Rohrstück (20) strömt die gesamte Entnahmemenge
des Mischbunkers durch Rohrstück (22) gestaut abwärts. Durch das konische Rohrstück
(23) wird das Schüttgut zu Rohrstück (24) weitergeführt.
Am unteren
Rand des Rohrstückes (23) kann das gestaut strömende Schüttgut anfangen, frei auszufließen.
Die Funktionsfähigkeit des Mischbunkers ist sichergestellt, unabhängig von der Ausbildung
der Organe zum Weiterführen des Schüttgutes anschließend an Rohrstück (24).
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Entsprechend dem vorstehenden Prinzip gibt es auch andere Ausführungsmöglichkeiten.
Von besonderem Vorteil für die Vermeidung von Toträumen im Bunker ist die Möglichkeit,
alle Entnahmerohre vollständig vertikal zu führen. Man kann sie natürlich auch am
unteren Ende seitlich verziehen und so z.B. über einem Spaltraum die Rohre auf zwei
Kreisen oder anders anordnen. Auch eine andere Anzahl von Entnahmerohren für die
einzelnen Spalträume ändert nichts am System.
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Im gezeigten Beispiel waren drei Spalträume für einen Bunker vorgesehen.
Die optimale Anzahl von Spalträumen ist eine Funktion des Bunkerdurchmessers und
hängt von den Schüttguteigenschaften und der erforderlichen Mischbunkergüte ab.
Je größer der Bunkerdurchmesser ist, desto mehr Spalträume sind vorzusehen. In Fig.
1 ist ein Bunker dargestellt; bei dem die Wandneigungen.der äußeren, geneigten Spaltraumflächen
gleich sind mit denen der Leittrichter. Das führt zu einer sehr einfachen Bauweise.
Zur Erzielung einer totraumfreien Strömung sollen die Seitenwände der Spalträume
und die Dachbleche möglichst steil sein. Bevorzugt wird eine Neigung von 2:1 bis
3:1. Dagegen braucht die Neigung der Leittrichter nur etwas größer zu sein als der
Böschungswinkel des entsprechenden Schüttgutes. Für gut fließende Schüttgüter kann
man die Leittrichter mit einer Neigung von 1:1 ausführen. Damit spart man bei großen
Bunkern erheblich an Bauhöhe.und hält die Schüttgutfüllung in den Leittrichtern
kleiner.
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Die Dosierung der durch die Ringspalte tretenden Gutsmengen zueinander
durch die ineinandergesteckten Rohrstücke ist ein besonders einfacher und zuverlässiger
Weg. Die Rohrstücke können natürlich auch weiter ineinandertauchen oder auch gar
nicht. Im letzteren Falle ist die Dosiergenauigkeit geringer. Als einfachste Form
für die Rohrstücke unter den Leittrichtern werden in Fig. 1 zylindrische Rohrstücke
gezeigt. In die einzelnen Rohrstücke kann man konische Teile einbauen oder sie insgesamt
konisch gestalten. Das ist aufwendig, ermöglicht aber gegebenenfalla einen kleineren
Durchmesser für das
unterste Rohrstück. Denkbar ist auch die Anbringung
mechanisch angetriebener Austragshilfen an den unteren Enden der einzelnen Leittrichter.
Ein Mischbunker vorbeschriebener Bauart ist allerdings im wesentlichen für gut rieselfähige
Schüttgüter wie z.B. Kunststoffgranulate, Sand oder Getreide gedacht und bedarf
dabei keiner Austragshilfen. Wie gezeigt wurde, bestimmen die Flächenverhältnisse
der Rohrstücke unter den Leittrichtern die Abzugsmengenverha"ltnisse der Ringspalte.
Ein Mischbunker arbeitet optimai, wenn die Schüttgutentnahme über den ganzen Bunkerquerschnitt
hin gleichmäßig erfolgt.
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Das wird dadurch erreicht, daß die Durchmesser der Rohrstücke unter
den Leittrichtern die gleichen Größenverhältnisse zueinander erhalten wie die zugehörigen
äußeren, oberen umlaufenden Kanten der Spalträume sie haben.