DE2425532A1

DE2425532A1 - Vorrichtung und verfahren zum dosierten austrag stark backender bzw. agglomerationsfreudiger und schwer fluidisierbarer pulver aus behaeltern

Info

Publication number: DE2425532A1
Application number: DE19742425532
Authority: DE
Inventors: Eberhard Dipl Ing Kilian; Hatmut Ing Grad Tschesche
Original assignee: Degussa GmbH
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Priority date: 1974-05-27
Filing date: 1974-05-27
Publication date: 1975-12-11
Also published as: BE829506A; FR2272929A1

Description

DEUTSCHE GOLD- UND SILBER-SCHEIDEANSTALT VORMALS ROESSLER 6000 Frankfurt em Hain, Weiosfrauenstrasse 9

Vorrichtung und Verfahren zum dosierten Austrag stark backender bzw. agglomerationsfreudiger und schwer fluidisierbarer Pulver aus Behältern.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum dosierten Austragen stark backender bzw. agglomerationsfreudiger und schwer fluidisierbarer Pulver aus einer in starren Behältern mit Auslaufkegeln befindlichen Schüttung in förderbarer Form mit einem im Auslau.fkegel drehbar angeordneten, im wesentlichen dessen Kegelforrn angepassten, in Kegelwandnähe und zumindest im unteren Bereich des Auslaufkegels und im Auslauf wirkenden Rührorgan*

Bei derartigen Vorrichtungen sollen schwerfliessende pulverför~ mige Güter aus Silos zum Austrag gebracht und die Matorialspannungs· Verhältnisse so beeinflusst werden, dass Materialbrücken abgebaut werden, und weitgehend ein Massenflußstrom des Gutes aus dem Silo möglich wird.

Es'ist zur Erfüllung dieser Erfordernisse schon bekannt, einen Schwingtrichter mit Entlastungskegel zu verwenden, der z.B. mit einer gummielastischen Verbindung am Stahlbehälter angebracht ist und der zum Ingangsetzen des Matorialflusses, z.B. über einen Umwuchtmotor, angeregt wird. Zum selben Zweck können auch kegel~ förmigQ symmetrische oder unsymmetrische Behälterausläufe mit Fluidisationseinrichtungen, wie Düsen oder Gasaustritten aus porösen Werkstoffen, verwendet werden. Eine weitere Möglichkeit besteht im Einsatz von Behältern aus elastischem Material, die zum Ingangsetzen des Materialflusses über einen Umwuchtmotor angeregt werden oder anstelle des Umwuchtmotors mit einem aufblasbaren Entlastungskegel, der mit Luftdüsen versehen ist, ausgerüstet sind. Ferner können Vibratoren oder pneumatische Klopfer bei Einsatz von Stahlbehältei* vorgesehen werden. Eine weitere bekannte Massnahme zur Förderung des Materialflusses besteht darin, aussergewöhnlich grosse Austrittsnennweiten am Silokegel und direkt angeschlossene Bodenaustragsvorrichtungen mit Teller, Flügel, Schnecken, Hohlspiralen oder ähnlichen Hilfsorganen zu benutzen.

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Schliesslich sind auch schon Diuckgeihsse für die Schubforderung mit kegelförmigem Auslauf verwendet worden, die mit Fluidisationseinrichtungen versehen sind und die zur Förderung stark agglomerationsfreudige Pulver in die dem Kegel nachgeschalteten Förderleitungen mit einer Nennweite von 50 bis 100 mm hoher Förder-« drücke (3 bis 5 atü) bedürfen.

Nachteilig an den obengenannten Vorrichtungen ist, dass 25.B. bei Schwingtrichtern Materialreste vom Gummiwulst aufgenommen werden. Dies gilt ebenso bei Schnecken, Rührwerken usw. Dies führt z.B. bei Chargenbetrieb in der Farbpigmentherstellung dazu, dass nachfolgende Chargen Abweichungen im Farbton und in der Farbstärke aufweisen. Luftdüsen sind bei backenden pulverförmigen Gütern nicht in der Lage, das Material zu fluidisieren. Lufteinblasung führt zu Bildung von Luftga'sen, die jedoch nicht ausreichen, das Material zum Fliessen zu bringen.

Verfornibare, z.B. flexible Behälter können z.B. nicht als Druckgefässe eingesetzt werden.

Bei Austragsdurchmesser- zu Behälterdurchmesserverhältnissen von ■**- 1 : 3 (z.B. 1 : 5 bis 1 : 20) lassen sich stark backende Güter drucklos praktisch nicht mehr und bei Druckförderung nur unter Anwendung hoher Drucke ( ^~3 bis 5 atü), und das nur sehr ungleichmassig, austragen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, stark backende bzw. agf.lomerationsfreudige und schwer fluidisierbare Pulver in starren Behältern zum Fliessen zu bringen und dosiert, gleichmässig und praktisch restlos aus diesen Behältern, zur Förderung z.B. mit einem Luftstrom, zu entleeren.

Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zum dosierten Austragen stark backender bzw. agglomerationsfreudiger und schwer fluidisierbarer Pulver aus einer in starren Behältern mit Auslaufkegeln befindlichen Schüttung in förderbarer Form mit einem im Auslaufkegel drahbar angeordneten, im wesentlichen dessen Kegelform angepassten, in Kegelwandnähe und zumindest im unteren

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Bereich des Auslaufkegels und im Auslauf wirkenden Rührorgan. Die Torrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Rührorgan kraftSchlussig mit einem im Behälter angeordneten Motor, welcher eine geringe Angriffsfläche gegenüber der nachfließenden Schüttung aufweist, verbunden ist.. Eine mögliche Variante der Torrichtung gemäß der Erfindung ist eine koaxiale Anordnung des Rührorgans zur Mittelachse des Auslaufkegels. Es trägt sweckmäßigerweise an seinem unteren Ende eine in die Austragεöffnung ragende Förderschnecke, wodurch das Pulver in Kegelwandnähe zumindest im unteren Bereich des Auslaufkegels, zur Kernzone der Schüttung und in die Austragsöffnung gefördert und durch die Austragsöffnung extrudiert wird. Die Austragsmenge wird dabei vorzugsweise über die Rühr- und/ oder Extrusionsgeschwindigkeit eingestellt.

Weitere Ausgestaltungsmoglichke.iten sind ein rotationssymmetrisch mit der Rührerwelle verbundener, endständig mit Rührstäben versehener Steg, sowie eine rotationssymmetrisch mit der Rührerwelle verbundene offene Spirale. Durch entsprechende Profilgebung der.. Rührstäbe bzw. der Spirale können Verdichtung vermeidende. Scherkräfte eingesetzt werden. Die Wahl eines einen geringen Widerstand verursachenden Rührquerschnitts mit maximal wirksamen Auflockerungsquerschnitt ist von großem Vorteil.-Sie wird vorzugsweise dadurch erreicht, daß der Steg oder die Rührspirale zur Regulierung des Abstandes des Rührorgans von der Kegelwand höhenverstellbar an der Rührerwelle angewordnet ist. Ton weiterem Vorteil ist feine Anordnung des Motors mittels einer an der Behälterinnenwand befestigten Halterung z.B. durch eine Traverse. Um die Fließwiderstände in Auslaufrichtung im Behälter niedrig zu halten, wird der Motor in seiner äußeren Form vorzugsweise stabförmig oder oval ausgebildet. Diese Anordnung und Wahl der äußeren Form gilt nicht nur für einen druckfesten und staubdicht gekapselten Elektromotor, sondern'auch für.einen Druckluftmotor oder eine andere Antriebsart. Bei Verwendung des Druckluftmotors erfolgt die Luftzufuhr von außen, durch die Behälterwand. Wegen ihres Oelgehalts wird die Abluft gemäß einer zweckmäßigen Konstruktion der Vorrichtung nach außen _: abgeführt. Eine Kombination des Erfindungsgedankens mit bekannten Maßnahmen ergibt sich z.B., wenn in dem Behälter oberhalb des Rührorgans und der Schüttung zur Erzeugung eines Druckpolsters

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für eine S chub förderung mindestens eiiit* Druckluf tleitung eingeführt ist, wobei jede Druckluftleitung in mindestens einer Düse endigen kann. Spezielle Düsenanordnungen können vorgesehen werden, um den Behälter nach Entleerung der Füllung von etwa anhaftenden Resten wirksam abzureinigen.

Man kann aber auch, im kegelförmigen Abschnitt eines als Druckgefässes ausgebildeten Behälters an der Austragsöffnung mindestens eine Druckluftleitung vorsehen, welche jeweils in mindestens einer Düse endet.

Die Düsen können auch als Ringspalt ausgebildet sein. Diese Anordnung gewährleistet einen hindernislosen Materialdurchtritt.

Es hat sich des weiteren als vorteilhaft erwiesen, gleichzeitig Druckluftleitungen oberhalb der Schüttung und an der Austragsöffnung anzuordnen. Dies ermöglicht es, den Pulveraustrag, z.B. aus einem als Druckgefäss ausgebildeten Behälter, durch oberhalb und/oder unterhalb der Schüttung eingeführte Druckluft zu unterstützen.

Eine besonders sicher arbeitende Variante der Vorrichtung gemäss Erfindung wird erreicht, wenn einer an der Austragsöffnung angeordnete Ringdüse ein (elektropneumatisch betätigtes Magnetventil oder ein vorzugsweise, (elektro)pneuinatisch betätigter Schieber, z.B. Drehschieber, zur Erzeugung eines intermittierenden Luftstroms vorgeschaltet ist.

Die im Rahmen der Erfindung vorgesehenen konstruktiven Merkmale stellen sicher, dass Ablagerungen bei bzw. nach der Entleerung des Pulverbehälters gering bleiben. Durch Anwendung der Vorrichtung ist es möglich, stark agglomerierende Buntpigmente aus Stahlbehältern gleichmässig und dosiert auszutragen und zwar beispielsweise bei Durchmesserverhältnissen von 1 ι 5 bis 1 : 20. Die kleineren Austragedurchmesser tragen zur Verringerung der Kosten an den nachfolgenden Förderaggregaten und -leitungen bei. Des weiteren ist es damit möglich geworden, eine Schubförderanlage mit relativ geringen Drücken und wesentlich gesteigerten

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Leistungen zu betreiben» Das a*zs dem erfindungsgemässen Silobeliälter zu entleerende Gut Vanr. so gleichmässig ausgetragen werden, dass es z.B. einer Waage zudosiert werden kann. Das Schüttgut kann weiter auch einer pneumatischen Schubförderanlage zudosiert werden. Auf diese Weise können schwierige Schüttgüter (schub)förderbar gemacht werden. Diese Vorteile sind im wesentlichen auf die erfindungsgemässe Antriebsanordnung zurückzuführen, welche nicht nur eine permanente Druckhaitigkeit von Druckgefässen garantiert, sondern auch eine kompakte Kombination von Motor und Rührerantrieb mit vibrationsfreien und verschleissarmen Lauf der Anlage gewährleistet. Ein weiterer Vorteil ist durch die Anordnung des Motors im Behälter geschaffene Möglichkeit, Pulvereintragsmittel, wie z.B. Eintragstutzen, Schleusen, Schnecken usw., auf dem Behälter mittig anzuordnen, wodurch ein symmetrischer Schüttkegel erhalten werden kann, welches ein gleichmässiges Nachfliessen der Schüttung während des Austragens aus dem Behälter sichert.

Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung wird nachfolgend anhand der zugefügten Zeichnung erläutert.

Es zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt durch die in einem starren Silobehälter für Schüttgut mit Auslaufkegel auge ordnete Austragsvorrichtung.

Die Austragsvorrichtung ist in einem Druckfördergefäss (0 700 mm)

I angeordnet. Der Einbau in einen drucklosen Silobehälter ist sinn« gemäss derselbe. Ein Druckluftmotor 2 mit dom. erforderlichen Drehmoment und einer variablen Drehzahl mit den Abmessungen 50 0 χ 300 mm ist in dem Stahlgefäss auf einer Traverse 3 angeflanscht. An der Motorwelle ist an der Stelle k die Rührerwelle 5 befestigt. An der Welle ist längsverschiebbar· eine Traverse 6 angeklemmt, an deron Ende je ein Rundstab 7 in Kegelneigung angeschweisst ist. Der Wandabstand der Stäbe ist durch Längsverschiebung der Traverse 6 einstellbar.

Am unteren Ende der Stäbe ist ein zu einer Wendel gedrilltes Blech angeschweisst. Dieses Blech übernimmt den Weitertransport des am Kegelende zugeführten Materials in den Austragsstutzen 9. Am Austragestutzen genügt ein einfaches Absperrorgan zur Verhinderung von Materialaustritten, z.B. in der Art eines Quetschventiles 10. Der Silobehälter ist als Druckgefäss mit einer oder mehreren Luftzuführungen

II -ausgerüstet und die am Austrag anschliessende Förderleitung

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besitzt die für eine Schub- oder PropfAnforderung erforderlichen Schubluftdüsen 12. Xt Auslaufstutzen ist ferner eine Zufuhr für Fluidisationsluft 13 vorgesehen.

Beispiel;

Eine bekannte Druckaustragsanlage, z.B. ein als Pördergefäss ausgebildeter starrer Behälter mit Auslaufkegel und Luftleitungen zur Förderung agglomerierender Pigmente wurde mit einem Druck von. 3,2 atü und einer Luftmenge von 125 Nm /h betrieben. Die Druckluft wurde über einen Kolbenkompressor erzeugt. Das Verhältnis Austragsdurchmesser zu Behälterdurchmesser betrug 1 : 10. Es wurden in 6 Minuten 60 kg eines anorganischen Buntpigmentes ausgetragen und gefördert (10 kg/min.), was einer Förderleistung von 600 kg/h und einem Verhältnis von Luftmenge/Gutmenge von 125 J 600 (ca. 1 : 5) entsprach. Die geförderte FeatstoffiRenge pro Zeiteinheit war trotz des Einsatzes von Fluidisationsluft über im Behälterkegel angebrachte Fanddüsen sehr ungleichmässig.

In demselben Fördergefäss wurde nun eiiiö orfindwngsgemässe Austragsanordnung gemäss Figur 1 mit einer Drehzahl von etwa 60 Min." betrieben. Eingesetzt wurde ein Rotationsverdichter mit einem Druck ca. 2,3 atü bei einer Luftmenge von ca. 90 Nm /h. Gefördert wurden 70 kg des gleichen anorganischen Buntpigmentes in ca. 2,5 Minuten (28 kg/mint). Dies entspricht einer Förderleistung von 1680 kg/h und einem Verhältnis von Luftmenge/Gutmenge von 90/1680 (ca. 1 : 18), Die zeitliche geförderte Feststoffmenge war gleichmässig, da die Austragsvorrichtung für eine sehr gleichförmige Zudosierung von Feststoff in die Förderluft sorgte» Unter Berücksichtigung des Einsatzes des niedrig verdichtenden Rotationsverdichters war die Förderleistung also nahezu dreimal so hoch. Das Verhältnis Luftmenge zu Gutmenge ist also bei Förderung mit der erfindungsgemässen Vorrichtung um den Faktor "}_t6 verbessert worden. Entscheidend ist, dass die Förderung mit dem Rotationsverdichter (maximaler Druck 2,5 atü) ohne Einsatz der Austragsvorrichtung nicht möglich war. Die nachgeschaltete Förderanlage war eine konventionelle Schubförderanlage. In dieser und ähnlichen Anlagen war die Förderung der obengenannten Buntpigmente nicht möglich. Erst durch Einsatz der erfindungsgemässen Austragsvorrichtung, die eine dosierte Zugabe von Feststoff in die Förderleitung erlaubte, war das Gut förderbar.

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Claims

Pe.tent&Jisprüche

M-/Vorrichtung zum dosierten Austragen stark backender bzw· agglomerationsfreudiger und schwer fluidisierbarer Pulver aus einer in starren Behältern mit Auslaufkegeln befindlichen Schüttung in förderbarer Form mit einem im Auslaufkegel drehbar angeordneten, im wesentlichen dessen Kegelform angepassten, in Kegelwandnähe und zumindest im unteren Bereich des Auslaufkegeis und im Auslauf wirkenden Rührorgan, dadurch gekennzeichnet, dass das Rührorgan kraftSchlussig mit einem Behälter angeordneten Motor, welcher eine geringe Angriffsfläche gegenüber· der nachfliessenden Schüttung aufweist, verbunden ist,

1a. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Behälter mittig Pulvereiiitragsmittel angebracht sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Rührorgan koaxial zur Mittelachse des Auslaufkegels angeordnet ist.
3· Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Rührorgan an seinem unteren Ende eine in die Austragsöffmuig ragende Förderschnecke trägt.
4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 31 gekennzeichnet durch einen rotationssymmetrisch mit der Rührerwelle verbundenen, endständig mit Rührstäben versehenen Steg.
5. Vorrichtung nach Anspruch k, gekennzeichnet durch eine rotationssymmetrisch mit der Rührerwelle verbundene, offene Rührspirale. ' .
6. Vorrichtung nach Anspruch h oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Steg oder die Rührspirale zur Regulierung des Abstandes des Rührorgans von der Kegelwandhöhe höhenverstellbar an der Rührerwelle angeordnet ist.

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7. Vorrichtung nach dei* Ansprüchen 1 b?.s 6, dadurch gekennzeichnet, " dass der Motor mittels einer an der Behälterinnenwand befestigten Halterung angeordnet ist.
8. Vorrichtung nach dem Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung des Motors als Traverse ausgebildet ist·
9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, dass der Motor rotationssymmetrisch zur Rührerwelle angeordnet ist.
10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, dass die Motorwelle senkrecht zur Mittelachse des Auslaufkegels angeordnet ist und mit der Rührerwelle kraftSchlussig über ein Vinkelgotriebe verbunden ist.
11. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor stabförmig ausgebildet ist.
12. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussenform des Motors oval ausgebildet ist.
13» Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein Druckluftmotor mit einer nach ausserhalb des Behälters führenden Abluftleitung verwendet wird.
14. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 13» dadurch gekennzeichnet, dass in dem Behälter oberhalb des Rührorgans mindestens eine Druckluftleitung eingeführt ist.
15. Vorrichtung nach dem Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass jede Druckluftleitung in mindestens einer Düse endigt.
16. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass im kegelförmigen Abschnitt eines als Druckgefäss ausgebildeten Behälters an der Austragsöffnung mindestens eine Druckluftleitung, welche jeweils in mindestens einer Düse endet, vorgesehen ist.

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17. Vorrichtung nach dem Anspxuch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Düse als Ringspalt ausgebildet ist.
18. Vorrichtung nach den Ansprüchen lh bis 17» dadurch gekennzeichnet, dass Druckluftleitungen oberhalb der Schüttung und an der Austrageöffnung angeordnet sind.

19» Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass einer an der Austragsoffnung angeordneten Ringdüse ein (elektro)pneumatisch betätigtes Magnetventil oder ein vorzugsweise ( elektropneumatisch betätigter Schieber zur Erzeugung eines intermittierenden LuftStroms vorgeschaltet ist.

PL/Dr.We-P

3. Mai 197*f
FH

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