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Rührwerk für Silos mit abbindefähigen Stoffen, etwa Zementschlämme
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Die Erfindung betrifft ein Rührwerk, das ermöglicht, Flüssigkeiten
mit abbindefähigen Bestandteilen in einem Silo zu lagern,-am Abbinden zu hindern
und den Inhalt zu beliebiger Zeit an der tiefsten Stelle des Silos zu entnehmen,
ohne daß ein Absetz- oder Kläreffekt in höheren Schichten beeinträchtigt wird.
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Der bei der Restbetonaufbereitung anfallende Zementschlamm, ca. 400
ltr.
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pro m3 ausgewaschenem Beton, hat die Eigenschaft, daß er sich überall,
auch an senkrechten Wänden ablagert und im Laufe der Zeit selbst unter Wasser verfestigt.
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Das Freihalten des Silobodens und des Auslaufes ist nur möglich, durch
Er.ergiezuführung, insbesondere direkt über der Auslauföffnung.
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Gleichzeitig soll aber eine Klärwirkung im Silo erreicht werden, so
daß am Notüberlauf kein Zementleim ausgespült wird.
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Silos, insbesondere Stahl silos sind axialsymmetrische Gebilde mit
dem Auslauf an der tiefsten Stelle.
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Es sind nun Rührwerke bekannt, etwa in Silos mit konischem Boden,
deren am Boden schabende Rührflügel über eine Welle von einem am Silodach montierten
Antrieb in Bewegung gesetzt Werden. Hohe Drehzahlen erfordern entsprechenden Kraftbedarf
und die vertikale Klärwirkung wird gestört.
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Geringe Drehzahlen bei gleicher Rührwerkzeugausbildung verbessern
die vertikale Klärwirkung, aber im Zentrum über'der Auslauföffnung ist die Energie
zu gering, so daß sich dort auf den Rührwerksteilen ein Kuchen bildet, der umläuft
und den Zufluß zur Entleeröffnung abschließt.
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Vorrichtungen etwa nach DBGM 7626193, DOS 2710207 benötigen eine hohe
Antriebsleistung und die Dichtung des unten angebauten Motors ist problematisch,
sie muß häufig gewechselt werden.
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Deshalb wurde nach DOS 27 10 359 versucht, ohne drehende Teile im
Silounterteil mit Druckluft denselben Effekt zu erreichen. Auch dieses Prinzip ist
für das Lagermedium Zementschlamm ungeeignet.
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Einkrählwerk nach DOS 28 33 620 sollte notfalls Anbackungen über der
Auslaßöffnung zerdrücken. Die Umfangsgeschwindigkeit und damit die Be--wegungsenergie
im Silozentrum ist zu gering. Auch hier setzen sich Zementschlämme auf den umlaufenden
Rührflügeln ab, bilden einen Kuchen, der den Nachfluß von oben verhindert.
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Andere Rührwerke, etwa aus dem Kläranlagenbereich, sollen hier nicht
berücksichtigt werden. Dort geht es nicht um erhärtende Bestandteile im Schlammwasser.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Rührwerk für stark zum
Anbacken neigende Schlämme zu schaffen, mit dem es möglich ist, die Bodenfläche
schabend zu reinigen bei geringer Drehzahl von ca.
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5 - 10 U/min, jedoch im Zentrum über der Auslauföffnung höhere Turbulenz
zu schaffen, so daß Anbackungen und Verstopfungen vermieden werden.
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Dabei soll der Antrieb von oben erfolgen, so daß Dichtungen entfallen
und das Zentrum des Silos, die tiefste Stelle, frei bleibt für die Entnahmeöffnung.
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Die erfindungsgemäße Lösung wird darin gesehen, daß am Becken oder
am Konus des Silos eine Anzahl von Blattfedern montiert sind, welche durch die zentrale
Rührwerkswelle zum Auslenken und Zurückfedern gebracht werden. Die Schwingungsweite
der Federn ist damit gerade im Zentrum am größten und vollkommen ausreichend durch
die entstehende
Turbulenz die Auslauföffnung freizuhalten.
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Die Befestigungspunkte der Blattfedern liegen in einem Radiusbereich,
in wechem die Bewegungsenergie der umlaufenden Rührwerkzeuge ein Absetzen des Schlammes
bereits verhindern.
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Als Auslaßventil wird gewöhnlich ein Schlauchquetschventil zur Anwendung
gebracht, weil auch hier durch die Querschnittsänderung ein Verbacken ausgeschlossen
ist.
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Erfindungsgemäß ist jedoch die Rührwerkswelle so ausgeführt, daß eine
Zunge bis in das Gehäuse dieses Ventils eintaucht und diesen Raum frei hält.
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Die Zahl der Federblätter kann zwischen 3 und 8 liegen. Bei 1 Umdrehung
des Rührwerkes werden also 3 bis 8 Federn angestoßen, so daß die im Zentrum erzeugte
Turbulenz ausreicht, Ablagerungen und Anbackungen an der Welle, dem Obergang Welle/Rührarme
und in der Gehäusetasche des Schlauchquetschventils sicher zu verhindern.
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Die Kinematik des Anstoßens der Federblätter ist so gewählt, daß die
einzelnen Federn nicht gleichzeitig, sondern nacheinander angestoßen werden, vorteilhafterweise
jeweils die gegenüberliegenden.
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Das wird erreicht dadurch, daß entweder die Mitnehmerteile unter 90"
(bei 4 Federn) zueinander stehen, die Federn aber unter einem hiervon abweichenden
Winkel oder umgekehrt.
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Dieses Prinzip der Schaffung erhöhter Turbulenz nur in einem begrenzten
Volumen über der Auslaßöffnung kann bei Silos mit konischen wie gewölbten Böden
angewandt werden.
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Der Erfindungsgegenstand wird anhand folgender Abbildung erläutert.
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Die Fig. 1 zeigt den Längsschnitt eines Silos für Zementschlämme,
Fig. 2 das Diagramm der Bewegungsintensität über dem Silodurchmesser.
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Fig. 3 ein Beispiel der Bewegungsmechanik in der Draufsicht.
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Das Silo nach Fig. 1 besteht aus dem Außenmantel 1, dem Innenzylinder
2, in dem das Schlammwasser zugeführt wird, dem Siloboden 3 und Deckel 4, dem Rührwerksantrieb
5 mit Rührwerkswelle 6 und unterer Lagerung 7, dem Auslaßquetschventil 8 und dem
Notablaß 9.
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Besonders geformte Rührflügel 10 bestreichen den Boden und sorgen
dafür, daß die dichtere, spezifisch schwerere Phase der Suspension zu der Absaug-
oder Pumpenanschlußleitung bzw. zum Auslaßventil geschoben wird.
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Bei einer Drehzahl von ca. 5 - 8 U/min. ist die Bewegung selbst am
Innendurchmesser von ca. 0,6 - 1 m dem Festpunkt der Blattfedern ausreichend groß,
um Ablagerungen zu verhindern bzw. Ansätze wieder abzutragen.
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Mit ausreichendem Abstand vom Innendurchmesser dieser Rührflügel 10
sind die Blattfedern 11 am Boden verschraubt.
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Unterhalb der Rührflügelträger setzt sich die runde Antriebswelle
6 als Profil, beispielsweise als Mitnehmerkreuz 12 fort, so daß bei Drehung die
Blattfedern 11 ausgelenkt werden und dann zurückschwingen.
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Die Anordnung der Federn ist nach Fig. 2 so gewählt, daß sie von dem
symmetrischen Kreuz 12 nicht gleichzeitig ausgelenkt werden, sondern beispielsweise
in der Folge 1/3/2/4.
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Es können auch weniger oder mehr Blattfedern vorgesehen werden, etwa
nur 3 oder auch 8.
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Diese Rührwerksausbildung ist für Links- und Rechtslauf oder intermittierenden
Betrieb geeignet. Eine derartige Rührwerksausbildung hat einen geringen Energiebedarf
und die größte Durchwirbelung und Unruhe wird direkt über der mittigen Auslauföffnung
erzeugt, innerhalb eines begrenzten Volumens A.
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In vertikaler Richtung wird über diesem Bereich A der Absetz- und
Kläreffekt nicht oder nicht wesentlich beeinflußt.
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Die Turbulenzverhältnisse T1/T2/T3 über dem Silodurchmesser entsprechen
etwa dem Geschwindigkeitsdiagramm Fig. 3. Außen T 3 und innen T 1 sind die Bewegungsverhältnisse
besser als in der Anschlußzone T 2 der Blattfedern.
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Durch entsprechende Wahl der Rührflügelprofile in der Höhe, der Anlenkradien
der Blattfedern, der Federblatthöhe im Zentrum kann jedoch die Intensität der Durchwirbelug
völlig verändert werden, etwa nach strichpunktierter oder nach gestrichelter Linie.
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Posi ti onsübersi cht 1 Silo-Außenmantel 2 Silo-Innenzylinder 3 Siloboden
4 Silodeckel 5 Rührwerksantrieb 6 Rührwerkswelle 7 Untere R.-Lagerung 8 Auslaßquetschventil
9 Notablaß 10 Rührflügel 11 Blattfedern 12 Mitnehmerkreuz A = Volumen größter Turbulenz
B = Beruhigungs- und Klärbereich T1 = Turbulenz im Silozentrum T2 = Turbulenz am
Anschlußpunkt der Blattfedern T3 = Turbulenz durch Rührflügel am Außen-