DE3026472C2 - Verfahren zum Betrieb eines Schüttgutsilos - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betrieb eines Schüttgutsilos mit einem ringförmig um eine Auslaufkammer angeordneten Belüftungsboden, der eine Mehrzahl gesondert mit Druckluft beaufschlagbarer Bodenbereiche aufweist, die in vorbestimmter Folge wechselnd aktiviert werden.

Vornehmlich bezieht sich die Erfindung auf den Betrieb solcher Mischsilos (DE-PS 15 07 888, DE-PS 21 21 616), bei denen durch die aktive Belüftung der Bereiche des ringförmigen Bodens innerhalb des Siloraums im Schüttgut sogenannte Tromben gebildet werden (»Zement-Kalk-Gips« 1978, S.273). Als Trombe wird in diesem Zusammenhang dasjenige Schüttgut oberhalb eines belüfteten Bodenbereichs bezeichnet, das durch die in diesem Bodenbereich sich vollziehende Abzugsbewegung und durch die von diesem Bodenbereich nach oben ausgehende Belüftung Jj nach unten in Bewegung gebracht ist und sich dabei in unterschiedlichem Maße gegenüber dem benachbarten, unbewegten Gut nach unten verschiebt. Innerhalb und an den Grenzen der schlauch- oder trichterförmigen Trombe vollzieht sich eine Mischung, die durch Homogenisierung in der Auslaufkammer ergänzt werden kann. Diese Mischung hat sich als wirtschaftlich und effektvoll erwiesen und wird daher in der Praxis in großem Maße genutzt. Das gilt nicht nur für ausgeprägte Mischsilos, deren eigentlicher Zweck die Mischung unterschiedlich zusammengesetzter Eingabekomponenten ist, sondern auch für Vorratssilos, die neben der Vorratshaltung auch noch einen gewissen Mischeffekt haben sollen oder eine Entmischung vermeiden sollen.

Da die Mischwirkung der Tromben auf der vertikalen Relativbewegung beruht, kommt es darauf an, daß jeweils nur einzelne Bereiche des Bodens belüftet werden, damit sich darüber jeweils eine Trombe bildet. Damit trotz der Einzelaktivierung der gesamte Siloinhalt von der Abzugsbewegung erfaßt wird, wird die Belüftung der Bodenbereiche gewechselt und zwar ist es ganz allgemeine Praxis, daß dieser Wechsel im Umlauf derart stattfindet, daß jeweils nach einem Bodenbereich der benachbarte Bodenbereich belüftet wird. Die t>o Belüftungsfolge benachbarter Bodenbereiche gilt auch für solche bekannten Silobetriebsverfahren (AT-PS 2 14 243; FR-AS 22 61 804), bei denen gleichzeitig eine Mehrzahl von Bodensektoren stark belüftet werden, während die dazwischen befindlichen Bodensektoren t>5 nicht oder nur schwach belüftet werden, und im folgenden Schritt die zuvor nicht oder schwach belüfteten Sektoren stark und die zuvor stark belüfteten

Sektoren nur schwach belüftet werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Mischwirkung des eingangs genannten Verfahrens zu verbessern.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß es solche Aktivierungswechsel umfaßt, bei welchen mindestens ein aktivierter Bodenbereich dem unmittelbar zuvor aktivierten Bodenbereich bzw. den unmittelbar zuvor aktivierten Bodenbereichen nicht benachbart ist

Diu Erfindung kam durch folgende Beobachtung zustande. Es wurden Messungen an einem Mischkammersilo durchgeführt, das eine mittlere Durchlaufzeit von 40 Stunden aufweist Dabei wurde erstaunlicherweise festgestellt, daß eine Meßsubstanz bereits eine Stunde nach ihrer Aufgabe auf die Silofüllung am Auslauf gemessen werden konnte. Dies war nur dadurch zu erklären, daß beim Umschalten der Belüftung von einem Bodenbereich auf den nächsten sich nicht jeweils neue, gesonderte Tromben bildeten, sondern daß die Trombe eines später eingeschalteten Belüftungsbereichs sich sozusagen spiralig an die bereits vorhandene Trombe des vorhergehend belüfteten Bodenbereichs anschloß, so daß trotz Belüftungswechsels sich über längere Zeiten durchgehende, spiralige Ablaufkanäle in der Silofüllung bildeten, durch die das oben aufgegebene Gut rascher nach unten durchlaufen konnte, als es wünschenswert war und nach den Umschaltzeiten möglich schien. Diese Beobachtung wurde dadurch bestätigt, daß sich an den Innenwänden eines über längere Zeit mit umlaufender Belüftung betriebenen Mischkammersilos schraubenförmig in Belüftungsumlaufrichtung geneigte Verschleißspuren zeigten.

Die Erfindung zieht aus den Beobachtungen den Schluß, daß es zweckmäßig ist, die Belüftung sprungweise zu wechseln, d. h. zwischen einem ersten Bodenbereich und einem daran anschließend belüfteten, zweiten Bodenbereich eine solche Distanz einzuschalten, daß die Trombe des zweiten Bodenbereichs sich nicht nennenswert zur Bildung eines durchgehenden Kanals an die Trombe des ersten Bodenbereichs anschließen kann. Das zu vermeidende Anschließen einer Trombe an eine andere Trombe meint in diesem Zusammenhang nicht, daß die Tromben sich überhaupt nicht berühren oder überschneiden dürften, sondern der von einer ersten Trombe gebildete Bewegungskanal nicht bei der Umschaltung auf einen folgenden Bodenbereich in der zweiten Trombe einen Anschlußkanal findet, in welchem das aus der ersten Trombe kommende Material seine Bewegung fortsetzen kann. Hinreichende Trennung der Tromben ist jedenfalls dann vorhanden, wenn sich eine Trombe über einen belüfteten Bodenbereich völlig neu und in ihrer Lage unbeeinflußt von der zuvor vorhandenen Trombe bilden kann. Jedoch sind geringfügige Überschneidungen selbstverständlich im Rahmen der Erfindung statthaft, solange sie nicht die durch die Erfindung erzielbare bessere Mischwirkung in Frage stellen.

Wie groß im Einzelfall die Abstände zwischen aufeinanderfolgend belüfteten Bodenbereichen sein müssen, damit sich die zweite Trombe hinreichend selbständig bilden kann, hängt von der jeweiligen Siloform und dem verwendeten Gut ab. Jedoch kann im allgemeinen davon ausgegangen werden, daß der Abstand aufeinanderfolgend belüfteter Bodenbereiche groß genug ist, wenn er etwa so groß ist wie die Breite der jeweils einheitlich belüfteten Bodenbereiche. Dies schließt jedoch nicht aus, daß er im Einzelfall kleiner sein kann. Unter Breite ist in diesem Zusammenhang die

in Umfangsrichtung gemessene Ausdehnung zu verstehen.

Unter Aktivierung bzw. Belüftung ist in diesem Zusammenhang der Erfindung eine Luftbeaufschlagung eines Belüftungsbodenbereichs in solcher Stärke zu verstehen, daß dadurch über diesem Bereich die erwähnte Trombenbildung zustande kommt Im allgemeinen werden die übrigen Bodenbereiche, also insbesondere der zwischen aufeinanderfolgend aktivierten bzw. belüfteten Bodenbereichen liegende Bereich nicht belüftet sein, jedoch schließt die Erfindung üicht aus, daß suiche, nicht gegenwärtig zur Trombenbildung luftbeaufschlagten Bereiche aus irgend welchen Gründen, die mit der Erfindung nichts zu iun zu haben brauchen, so schwach weiter belüftet wird, daß dadurch darüber keine Abzugstrombe zur Entstehung gelangt

Auslaufkammern, unter denen auch Mischkammern zu verstehen sind, sind im allgemeinen zentrisch angeordnet, so daß der Belüftungsboden in einem geschlossenen Ring um die Auslauf- bzw. Mischkammer liegt Die Erfindung setzt jedoch die Geschlossenheit des Rings nicht voraus. Es sind deshalb auch Anordnungen denkbar, bei denen die Auslauf- bzw. Mischkammer exzentrisch liegt

Die erfindungsgemäße Lehre, daß die aufeinanderfolgend belüfteten Bodenbereiche einander nicht benachbart sein sollen, besagt nicht, daß eine benachbarte Belüftungsfolge niemals vorkommen darf. Beispielsweise kann es zur Bildung großflächiger Tromben zweckmäßig sein, jeweils hintereinander zwei benachbarte Bodenbereiche zu belüften, um anschließend den erfindungsgemäßen Belüftungssprung zu zwei jeweils wieder benachbart aufeinanderfolgend belüfteten Bodenbereichen zu vollziehen, und so fort.

Die Belüftungsfolge beim Siloboden kann in bekannter Weise auf die Belüftungsfolge der sogenannten Quadranten in der Mischkammer abgestimmt sein. Insbesondere ist es möglich, in der Mischkammer jeweils diejenigen Quadranten zu belüften, die dem belüfteten Bodenbereich außerhalb der Kammer benachbart sind. Davon abweichend kann es nach der Erfindung zweckmäßig sein, die Belüftungsfolge in der Mischkammer und außerhalb derselben nicht zu synchronisieren im Sinne einer gemeinsamen Belüftung aneinanderstoßender Quadranten und Belüftungsbereiche. Es ergibt sich dann eine wechselnde Betriebsweise, die dadurch gekennzeichnet ist, daß manchmal benachbarte, manchmal nicht benachbarte Felder in und außerhalb der Mischkammer belüftet werden, woraus sich bei konstanter Abzugsmenge aus der Mischkammer leicht veränderliche Füllstände in der Mischkammer ergeben, die wiederum unterschiedliche Turbulenz zur Folge haben. Ferner wird dadurch bewirkt, daß bei fehlender Nachbarschaft des in der Mischkammer belüfteten Quadranten zu dem außerhalb der Mischkammer belüfteten Bodenbereich eine Dämpfung des der Mischkammer zulaufenden Mengens.roms einsetzt. Dadurch kann — zusätzlich zu dem erfindungsgemäßen Sprungwechsel — die Entstehung von sogenannten Kurzschlußströmen von der Gutoberfläche zum Auslauf verhindert oder zurückgedrängt werden.

Der Sprungwechsel ist steuerungstechnisch relativ einfach durchzuführen. Insbesondere ist es auch ohne wesentlichen Aufwand möglich, die jeweils optimale Wechselfolge nach den fließtechnischen Eigenschaften (insbesondere dem Lufthaltevermögen) des Schüttgutes einzustellen.

Beispielhafte Belüftungsfolgen werden anhand der Zeichnung erläutert die sechs Belüftungsfolgen in schematischer Darstellung des Beiüftungsbodens veranschaulicht

In allen Darstellungen bedeutet der äußere Kreis die Siloaußenwand, während der innere Kreis die Mischkammer darstellt In Fig.6 befindet sich dazwischen noch ein dritter Kreis, der im Belüftungsboden 2 Belüftungs-Ringbereiche voneinander trennt Der Belüftungsboden ist in allen Beispielen in zwölf unabhän-

ic gig voneinander belüftbare Sektoren eingeteilt, die in der Reihenfolge ihrer Belüftung numeriert sind. Der Boden der Mischkammer ist in vier unabhängig voneinander belüftbare Quadranten aufgeteilt, die mit den Buchstaben A bis D bezeichnet sind.

ι "> Gemäß F i g. 1 schreitet die Belüftung jeweils um fünf Felder fort Da die Zahl 5 durch die Sektorenzahl 12 nicht teilbar ist, werden auf diese Weise nach und nach sämtliche Sektoren erfaßt Erst der jeweils sechste Schritt führt zur Nachbarschaft mit dem zuerst belüfteten Sektor. Eine solche Belüftungsfolge wird man beispielsweise in engen Silos für ein Material mit hohem Lufthaitevermögen wählen, um möglichst lange Zeit vergehen zu lassen, bis ein Sektor benachbart einem früher belüfteten Sektor aktiviert wird.

2--> In diesen wie in allen folgenden Fällen gilt dabei, daß Quadranten A bis D der Mischkammer entweder synchronisiert mit dem Belüftungsboden des Silos aktiviert werden können, d. h. in solcher Weise, daß jeweils der im Silo belüftete Bodensektor einem aktiv

in belüfteten Kammerquandranten benachbart ist, oder die Belüftung in der Mischkammer läuft in der Buchstabenreihenfolge ohne Rücksicht auf die Belüftung im Silo fort, so daß manchmal in der Kammer und im Silo aktivierte Quadranten einander benachbart sind,

i> manchmal nicht Daraus ergeben sich zusätzliche verungleichmäßigende Einflüsse, die der Bildung regelmäßiger Fließmuster aufgrund regelmäßig wiederkehrender Belüftungsverhältnisse entgegenwirkt.
Im Beispiel der Fig.2 schreitet die Belüftungsfolge

4(i jeweils drei Schritte voran und einen Schritt zurück. Bei dem Voranschreiten um drei Schritte kommt die Erfindung zur Geltung, weil die folgende Belüftung in hinreichender Entfernung von der vorangehenden stattfindet. Beim Schritt zurück wird der dem vorher

'■> belüfteten Sektor benachbarte Sektor belüftet, was nicht von Nachteil sein muß, weil zuvor dafür gesorgt wurde, daß ein schraubenförmig umlaufender Fließkanal im Gut nicht entstehen kann. Vielmehr kann diese benachbarte Belüftung den Vorteil haben, daß die

j» Belüftung in dem mit Ziffer 3 bezeichneten Sektor hineinwirkt in einen Raum, der durch Belüftung im Sektor 2 bereits in Bewegung geraten ist, wodurch die bereits vorhandene Mobilität des Guts energiesparend genutzt wird. Selbstverständlich wird man eine solche

5> Anordnung nicht wählen, wenn dabei die Gefahr besteht, daß vom Sektor 2 zum Sektor 3 sich bereits in der kurzen Zeit der Belüftung dieser beiden Sektoren ein sogenannter Kurzschluß von der Gutoberfläche zur Mischkammer bildet. Diese Gefahr besteht jedoch

w) wegen des durch den vorangehenden größeren Sprung gebrochenen Fließschemas nur in seltenen Fällen.

Dieses energiesparende Ausnutzen der Mobilität des zuvor in Bewegung gesetzten Guts findet sich noch stärker im Beispiel gemäß F i g. 3, dessen Belüftungsfol-

"> ge gekennzeichnet ist durch zwei Schritte voran und eine.i Schritt zurück. Der die Erfindung kennzeichnende, über die Nachbarschaft hinausgehende Sprung ist dabei der vorwärts gerichtete Doppelschritt. Aber auch

dieser führt in die Nachbarschaft eines zwei Wechsel zuvor belüfteten Sektors, in welchem die damals stattgefundene Belüftung zwar noch ein wenig wirksam ist, so daß geringere Energie erforderlich ist, um das Gut in seiner Nachbarschaft erneut in Bewegung zu bringen, wobei aber die vorherigen Belüftungseinflüsse nicht mehr so stark vorhanden sind, daß sich Kurzschlüsse einstellen könnten. Diese Art der Belüftung kann beispielsweise für Gut mit geringem Lufthaltevermögen und breite Silos bzw. geringe Sektorenzahl gewählt werden.

Im Beispiel gemäß F i g. 4 folgt auf einen Diametralschritt jeweils ein Schritt zurück in die Nachbarschaft zuvor belüfteten Sektors. Diese Schrittfolge, die man beispielsweise für enge Silos und für Gut mittleren Lufthaltevermögens wählt, gewährt eine Trombenbildung absolut unabhängig von der zuvor gebildeten Trombe, aber in Nachbarschaft von der zwei Schritte zuvor gebildeten Trombe, so daß die von dieser verursachte Gutsmobilität noch genutzt wird, ohne daß die Gefahr besteht, daß irgendwelche sehr leicht beweglichen, zu Kurzschluß Anlaß gebende Fließkanäie vorhanden sind.

Im Beispiel gemäß Fig.5 werden — wie vielfach üblich — je zwei Sektoren gemeinsam belüftet, wobei gemeinsam belüftete Sektoren die gleiche Ziffer und unterschiedliche Buchstaben a, b tragen. Die gemeinsam belüfteten Sektoren sind um sieben Felder gegeneinander versetzt. Der Belüftungswechsel schreitet jeweils um zwei Felder im Uhrzeigersinn fort, so daß nach sechs Schritten alle Sektoren berührt wurden.

Bei Silos mit großem Durchmesser werden mitunter zwei Ringe von Belüftungssektoren auf dem Siloboden vorgesehen, von denen jeder mit besonderen Abzugsöffnungen ausgerüstet ist Dieser Fall liegt der Fig. 6 zugrunde. Der innere Sektorring möge, wie in den vorangegangenen Beispielen, das Gut unmittelbar zur zentralen Mischkammer abgeben. Der äußere Sektor-

ring kann zur zentralen Mischkammer hin beispielsweise durch verdeckt unterhalb des inneren Rings verlegte Förderrinnen entleert werden. In einem solchen Fall können der innere und der äußere Ring synchron belüftet werden. Beispielsweise könnte jeweils ein dem inneren Ring zugehöriger Sektor gleichzeitig mit zwei benachbarten oder fast benachbarten, diametral gegenüberliegenden Sektoren des äußeren Rings belüftet werden, wobei die Belüftung unter Beibehaltung dieser Grundanordnung wechselt. Dargestellt ist jedoch ein Fall, in welchem der innere und der äußere Ring nicht synchron belüftet werden, so daß manchmal Nachbarschaft zwischen den inneren und äußeren, belüfteten Sektoren besteht, manchmal nicht. Im äußeren Ring schreitet die Belüftung im Uhrzeigersinn um jeweils sieben Felder fort, während die Schrittweise im inneren Ring fünf Felder beträgt. Wenn man mit einer benachbarten Belüftung in den Feldern 1 beginnt, erhält man in folgenden Feldern 2 eine Belüftung in getrennten Sektoren. Anschließend haben die Sektoren 3 bzw. 4 bzw. 5 maximalen bzw. nahezu maximalen Abstand voneinander, wobei aber die Besonderheit auftritt, daß die nacheinander belüfteten Sektoren im Innen- und Außenring einander übereck benachbart sind und so fort. Auf diese Weise ergibt sich unter Wahrung des Erfindungsgedankens ein hohes Maß an Unregelmäßigkeit, daß die Bildung regelmäßiger Fließkanäle aufgrund regelmäßiger Belüftungsfolge im Gut mit großer Sicherheit ausschließt. Auch hier kann selbstverständlich wieder durch geeignete Wahl der Aktivierungsfolge in der Mischkammer der Unregelmäßigkeitsgrad gewünschtenfalls erhöht werden.

An einem in der Praxis verwendeten Großsilo mit zentraler Mischkammer konnte die Mischqualität durch die Änderung der Belüftungsfolge von Nacnbarschritten zu nicht benachbarten Schritten etwa verdoppelt werden.

Hierzu I Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zum Betrieb eines Schüttgutsilos mit einem ringförmig um eine Auslaufkammer angeordneten Belüftungsboden, der eine Mehrzahl gesondert mit Druckluft beaufschlagbarer Bodenbereiche aufweist, die in vorbestimmter Folge wechselnd aktiviert werden, dadurch gekennzeichnet, daß es solche Aktivierungswechsel umfaßt, bei welchen mindestens ein aktivierter Bodenbereich dem unmittelbar zuvor aktivierten Bodenbereich bzw. den unmittelbar zuvor aktivierten Bodenbereichen nicht benachbart ist