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Einrichtung zum Auflockern von Schüttgut in Silos
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Silos für Schüttgüter haben entweder einen geraden kreiszylindrischen
Silokörper, an dessen unterem Ende sich ein Auslaufkegel anschließt, der in ein
zylindrisches Auslaufrohr übergeht oder der Silokörper hat einen quadratischen oder
rechteckigen Grundriß und am unteren Ende schließt sich eine Auslaufpyramide an,
die in ein quadratisches oder rechteckiges oder auch in ein zylindrisches Auslaufrohr
übergeht. Bei den Silos kommt es selbst bei trockenem Schüttgut häufig vor, daß
das Schüttgut sich setzt und beim Austragen aus dem Silokörper entlang dessen Wand
als Ringzylinder mit mehr oder minder großer Wanddicke stehen bleibt und nur im
Kernbereich ausläuft. Diese sogenannte Kaminbildung hat zur Folge, daß der Teil
des Schüttgutes im Wandbereich erheblich länger im Silo verbleibt als der Teil des
Schüttgutes im Kernbereich. Dieser ungleichmäßige Auslauf ist unerwünscht. Dabeben
kommt es auch häufig vor, daß sich im Auslaufkegel oder bereits am übergang vom
zylindrischen Teil des Silokörpers zum Auslaufkegel Schüttgutbrücken
bilden,
die das Austragen des übrigen Schüttgutes behindern oder ganz verhindern. Zur Vermeidung
solcher Störungen ist es bekannt, im Bereich zwischen dem unteren Ende des zylindrischen
Teils des Silokörpers und dem Auslaufkegei eine Einrichtung zum Auflockern des Schüttgutes
einzubauen.
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Bei einer dieser Einrichtungen ist ein Rüttelkörper in Form eines
Kegelmantels mit nach oben gerichteter Spitze vorhanden, an dessen Kegelbasis sich
ein umgekehrt ausgerichteter Kegelstumpf anschließt. Dieser Rüttelkörper wird am
kleineren Durchmesser des Kegelstumpfes mittels mehrerer biegeelastischer Stützen
oder durch Gelenkverbindungen beweglicher Stützen am Auslaufkegel abgestützt. Im
Inneren dieses doppelkegeligen hohlen Rüttelkörpers stein Schwingungserreger untergebracht,
der die Einrichtung ub Schwingungen versetzt und dadurch die oben geschilderten
Störungen weitgehend vermeidet.
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Diese Einrichtung hat jedoch einen erheblichen Werkstoff- und Fertigungsaufwand
und ist deshalb verhältnismäßig teuer. Wegen der notwendigen Abstützung am Auslaufkegel
kann diese Einrichtung nur bei Silos mit festen und ausreichend starken Wänden eingebaut
werden. Außerdem muß diese Einrichtung gleich von Anfang an in das Silo eingebaut
werden. Ein nachträglicher Einbau ist selten möglich.
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Der in Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,
eine Einrichtung zum Auflockern von Schüttgütern in Silos zu schaffen, der die Nachteile
der bekannten Einrichtung nicht anhaften, und die insbesondere einfach aufgebaut
und billig herzustellen ist, feste Silowände nicht voraussetzt und auch nachträglich
eingebaut werden kann.
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Durch den Aufbau dieser Einrichtung aus einem Ring, aus einer mittig
darin angeordneten Platte, die den Schwingungserreger
aufnimmt,
und aus die Platte mit dem Ring verbindenden Stege vermag sie in einem sehr großen
Uuerschnittsbereich des Silos das Schüttgut aufzulockern, ohne dabei dem auslaufenden
Schüttgut einen sehr großen Widerstand entgegenzu;etzen. Durch die einsträngige
Aufhängung am oberen Ende de: Silos kann die Einrichtung Pendelbewegungen ausführen,
wo'urch ihr Wirkungsbereich sich nochmals vergrößert und auoh das Schüttgut im Wandbereich
des Silos erfaßt, so daß ei ie Kaminwirkurig praktisch ausgeschlossen ist. Infolge
dieser Pendelbewegungen und der dadurch gegebenen großen Beveglichkeit können sich
auch keine Schüttgutbrücken bilden. Diese Einrichtung kann auch in bereits bestehenden
Silos sehr leicht an ihrer Aufhängevorrichtung von oben her in das Innere des Silos
hinabgelassen werden und in der richtigen Höhenlage entweder an einem am Silo bereits
vorhandenen Teil oder an einem meist sehr leicht anzubringenden zusätzlichen Teil
festgelegt werden.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Eine nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 4 ausgestaltete
Einrichtung ist sehr einfach und billig herzustellen.
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Die Ausbildung der Einrichtung nach Anspruch 5 sichert einerseits
eine ausreichende Auflockerung für praktisch alle vorkommenden Fälle und erfordert
andererseits keine übermäßig große, schwere und teure Schwingungserreger. Bei der
Ausgestaltung der Einrichtung nach Anspruch 6 kann auf handelsübliche Schwingungserreger
zurückgegriffen werden, wobei der pneumatische Antrieb vor allem für explosionsgefährdete
Schüttgüter in betracht kommt.
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Bei einer Ausgestaltung der Einrichtung nach Anspruch 7 wird in beträchtlichem
Ausmaß Antriebsenergie für den Schwingungserreger eingespart und dennoch eine ausreichende
Auflockerung des Schüttgutes erreicht, wie die Erfahrung zeigt. Bei einer zusätzlichen
Ausgestaltung nach Anspruch 8 arbeitet die Einrichtung jederzeit, auch bei stark
schwankender Austragung, mit gutem Erfolg.
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Mit einer Ausgestaltung der Einrichtung nach Anspruch 9 wird eine
einfach aufgebaute und billig herzustellende Aufhängevorrichtung erreicht. Mit einer
zusätzlichen Ausgestaltung nach Anspruch 10 wird eine ausreichende Lagestabilität
der Einrichtung erreicht. Das gleiche gilt für eine Ausgestaltung nach Anspruch
11.
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Durch eine Ausgestaltung der Einrichtung nach Anspruch 12 wird erreicht,
daß die Beweglichkeit der Einrichtung durch die notwendige Energieversorgung des
Antriebsmotors des Schwingungserregers nicht beeinträchtigt wird.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand zweier in den Zeichnungen dargestellter
Ausführungsbeispiele der Einrichtung näher erläutert. ts zeigen: Fig. 1 einen perspektivisch
dargestellten Vertikalschnitt durch ein Silo mit einem ersten Ausführungsbeispiel
der Einrichtung zum Auflockern des Schüttgutes darin; Fig. 2 eine Untersicht der
Einrichtung nach Fig. 1; Fig. 3 einen ausschni ttweise und uergrüflert dargestellten
Vertikalschnitt durch ein Silo und eine zugehörige Einrichtung nach Fig. 1; Fig.
4 einen perspektivisch dargestellten Vertikalschnltt durch ein Silo mit einem 7weiten
Ausführungsbeispiel der Einrichtung zum Auflockern des Schüttgutes darin; Fig. 5
eine Draufsicht der Einrichtung nach Fig. 4; Fig. 6 einen ausschnittweise und vergrößert
dargestellten Vertikalschnitt durch ein Silo und eine zugehörige Einrichtung nach
Fig. 4.
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Die aus Fig. 1 bis 3 ersichtliche Einrichtung 11 ist in einem herkömmlichen
Silo 12 für Schüttgüter untergebracht, welches für ein Fassungsvermögen von ca.
600N ausgelegt ist. Dieses Silo 12 hat einen geraden kreiszylindrischen Silokörper
13, an dessen unterem Ende sich ein kegelstumpfförmiger Teil, der sogenannte Auslaufkegel
14, anschließt. Dieser Auslaufkegel geht im Bereich der Kegelspitze in ein zylindrisches
Auflaufrohr 15 über. Der gesamte Silokörper mit dem zylindrischen Teil 13, dem Auslaufkegel
14 und dem Auslaufroh- 15 ruht auf einem TragGestell 16 aus mehreren Stützen 17
und Streben 16.
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Die Einrichtung 11 weist einen Ring 21, eine Platte 22 und vier Stege
23 auf. er Ring 21 ist aus einem Rundstahlabschnitt mit 8 mm Durchmesser hergestellt.
Der Ringdurchmesser beträgt 400 bis 600 mm, je nach Größe des Silos. Die Platte
22 ist aus Flachstahl von 6 mm Dicke hergestellt. Sie hat eine quadratische Grundfläche
mit einer 8eitenlänge von 200 mm.
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Die vier Stege 23 sind als Stabstahlabschnitte mit den Querschnittsabmessungen
5 x 20 mm und einer Länge von etwa 17ü mm ausgebildet.
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Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, sind die vier Steg 23 in bezug auf
den Ring 21 radial ausgerichtet auf dessen Innenseite so angeordnet, daß sie bei
gleichmäßiger Verteilung entlang des inneren Umfanges des Ringes paarweise zueinander
diametral gelegen sind. Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, sind die Stege 23 auf der
Innenseite des Ringes stumpf angeschweißt.
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Ihre zur Mitte hin gelegenen Enden liegen an den Ecken der Platte
22 auf einer gewissen Strecke diagonal auf deren einen Flachseite auf.Die Stege
23 und die Platte 22 sind miteinander verschwelßt.
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Auf der Unterseite der Platte 22 ist ein Schwingungserreger 24 angeordnet.
Er ist ein mechanischer Unwuchterreger, der durch zwei umlaufende Unwuchtmassen
25 gebildet wird, die auf den Wellenstumieln eines Elektromotors 26 sitzen und von
diesem angetrieben werden. Zweckmäßigerweise ist dieser Schwingungserteger so aufgebaut,
daß seine Unwuchtmassen nach Größe und Unwuchtradius verändert werden können, so
daß die daraus sich ergebende Unwuchtkraft auf die Erfordernisse des Silos und des
jeweiligen Schüttgutes eingestellt werden kann. Der günstigste Bereich der Rüttelkraft
liegt zwischen 1 und 4 N.
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Die Einrichtung 11 ist mittels einer einsträngigen Aufhängevorrichtung
27 im Inneren des Silos 12 frei schwebend aufgehängt.
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Diese Aufhängevorrichtung 27 weist ein Stahlseil 28 auf, desaen oberes
Ende an einerQuerstrebe 29 befestigt ist, die am oberen Rand des Silokörpers 13
angeordnet ist. Am unteren Ende des Stahlseils 2R ist eine Seilspinne 31 aus vier
Stahlseilabschnitten befestigt. Jedes freie Ende der Seil spinne 31 ist an je einer
Ringachraube 32 befestigt, die an den Ecken der Platte
22, an
denen die Stege 23 angeschweißt sind, in je ein dort vorhandenes Gewindeloch auf
der vom Schwingungserreger 24 abgekehrten Oberseite der Platte 22 eingeschraubt
sind.
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Die Aufhängevorrichtung 27 ist so bemessen, daß die Einrichtung 11
vom Auslaufrohr 15 einen vertikalen Abstand hat, der etwa das Dreifache des Durchmessers
des Auslaufrohres 15 beträgt.
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Die elektrische Versorgungsleitung für den Elektromotor 26 des Schwingungserregers
24 ist an dem Stahl seil 28 und an einem der Einzelseile der Seilspinne 31 entlang
verlegt.
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Für explosionsgefährdete Schüttgüter kann der Elektromotor des Schwingungserregers
24 durch einen pneumatischen Motor angetrieben werden, dessen Druckluftleitung ähnlich
wie die elektrische Versorgungsleitung des Elektromotors entlang dem und Stahlseil
28/einem der Einzel seile der Seilspinne 31 verlegt wird.
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Füs den Antriebsmotor des Schwingungserregers 24, sei es der El3ktromotor
26 oder sei es ein pneumatischer Motor, ist eine St3uerschaltung mit Zeitschaltgliedern
vorhanden, die im einzonen nicht dargestellt ist. Diese Steuerschaltung schaltet
de,l Schwingungserreger 24 für kurze Betriebszeiten ein und schaltet ihn während
dazwischenliegender Ruhepausen aus. Die Erfahrung hat gezeigt, daß die Einschaltdauer
nur verhältnismäiiig kurz sein muß und daß die Ruhepausen demgegenüber länge sein
können. Zweckmäßigerweise wird die Steuerschaltung mit. einem Fühler für den Mengenstrom
des aus dem Silo ausgetragenden Schüttgutes ausgerüstet. Dieser Fühler kann in jedels
geeigneten Weise, etwa in Form herkömmlicher Meßeinrichtungen für den Mengenstrom
von Schüttgütern, ausgebildet sein.
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Dieser Fühler wird so eingesetzt, daß er die Betriebszeiten und die
Ruhepausen des Schwingungserregers 24 in Abhängigkeit vom Mengenstrom des ausgetragenen
Schüttgutes derart beeinflußt, daß bei zunehmendem Mengenstrom die Ruhepausen kürzer
und die Einschaltdauer etwas länger wird.
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Bei dem aus Fig. 4 bis 6 ersichtlichen zweiten Ausführungsbeispiel
der Einrichtung 33 ist im wesentlichen nur die Aufhängevorrichtung 34 abgewandelt.
Die übrigen Teile der Einrichtung 33 sind praktisch gleich den entsprechenden Teilen
des ersten Ausführungsbeispieles, weshalb hinsichtlich der nachfolgend nicht gesondert
beschriebenen Teile auf jene Beschreibung verwiesen wird.
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Die Aufhängevorrichtung 34 ist ebenfalls einsträngig ausgebildet.
Sie weist ein Stahlseil 35 auf, dessen oberes Ende an der Querstrebe 36 befestigt
ist, die am oberen Rand des Silokörpers 37 angeordnet ist. An seinem unteren Ende
ist das Stahlseil 35 an einer Ringösc 38 eingeschlauft. Diese Ringöse 38 ist am
oberen Ende eines hohlen Stiels 39 angeschweißt, der an seinem unteren Ende mit
der Platte 41 verschweißt ist. Der Stiel 39 besteht aus einem Stahlrohrabschnitt
mit Kreisringquerschnitt. In der Fluchtlinie des Hohlraumes des Siels 39 ist in
der Platte 41 eine Durchgangsöffnung 42 vorhanden.
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Wie aus Fig. 5 und 6 ersichtlich ist, ist die Verbindungsstelle zwischen
dem Stiel 39 und der Platte 41 durch vier Stützbleche 43 verstärkt, die einen dreieckförmigen
Aufriß haben und einerseits mit der Grundplatte 41 und andererseits mit dem Stiel
39 verschweißt sind. Die vier Stützbleche 43 sind gleichmäßig verteilt sternförmig
um den Stiel 39 herum angeordnet. Sie sind jeweils in Richtung der Fluchtlinie der
Stege 44 zwischen der Platte 41 und dem Rino 45 ausgerichtet.
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Die Anzahl, die Anordnung und die Ausrichtung der Stützbleche 43 kann
je nach den Erfordernissen des Einzelfalles auch anders gewählt werden.
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Bei der Einrichtung 33 wird die elektrische Versorgungsleitung für
den Motor 46 ebenfalls an dem Stahlseil 35 entlang verlegt.
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Vom unteren Ende des Stahlseils 35 an wird die elektrische Versorgungsleitung
durch den hohlen Stiel 39 und durch die Durchgangsöffnung 42 in der Platte 41 hindurch
unmittelbar zu dem darunter angeordneten Elektromotor 46 hingeführt, wodurch sie
in diesem Längenabschnitt besonders gut geschützt ist.
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