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Verfahren und Vorrichtung zur Befüllung von Tankwagen aus
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einem Silo Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Befüllung von
wenigstens zwei Einfüllstutzen aufweisenden Tankwagen mit rieselfähigem Schüttgut
aus einem Silo, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
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Beim Befüllen eines Tankwagens aus einem Silo, wird der Tankwagen
unter den Siloauslauf gefahren und der Siloauslauf beispielsweise mittels eines
flexiblen Stutzens mit einem Einfüllstutzen des Tankwagens verbunden. Das Schüttgut
fällt dann durch den Stutzen vom Silo in den Tankwagen. Bei einer solchen Befüllung
des Tankwagens verteilt sich das rieselfähige Schüttgut jedoch nicht gleichmäßig
im Tankwagen, sondern es bildet sich ein Schüttgutkegel unter dem Einfüllstutzen.
Bei weiterer Befüllung türmt sich das Schüttgut bis in den Einfüllstutzen hinein
und der Befüllvorgang muß abgebrochen werden. Ein Tankwagen weist in der Regel mehrere
Einfüllstutzen auf, so daß zunächst der Befüllvorgang an den anderen Einfüllstutzen
fortgesetzt wird, wozu der Tankwagen jeweils um den Abstand zwischen zwei zueinander
benachbarten Einfüllstutzen unter dem Siloauslauf versetzt werden muß.
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Zuletzt haben sich unter jedem Einfüllstutzen im Inneren des Tankwagens
Schüttgutkegel aufgebaut und das Befüllen kann nicht mehr fortgesetzt werden, obwohl
der Tankwagen bei weitem noch nicht vollständig gefüllt ist. Um die Ladekapazität
des Tankwagens besser nutzen zu können, ist es üblich, den Tankwagen hin- und herzuruckeln
oder eine gewisse Strecke zu fahren, damit die Schüttgutkegel zerfallen und sich
das Schüttgut gleichmäßiger im Tankwageninneren verteilt. Nach dieser unbefriedigenden
Prozedur kann über jeden der vorhandenen Einfüllstutzen eine gewisse Menge Schüttgut
noch nachgefüllt werden.
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Trotzdem kann die Ladekapazität des Tankwagens nie ganz vollständig
genutzt werden, weil im Tankwageninneren stets noch mehr oder minder großvolumige
Hohlräume verbleiben.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu finden,
das eine vollständige Befüllung eines Tankwagens mit rießelfähigem Schüttgut ermöglicht
und somit die Nutzung der vollen Ladekapazität des Tankwagens gewährleistet.
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Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst worden, daß innerhalb
des Tankwagens eine in Längsrichtung des Tankwagens gerichtete Zwangsströmung eines
gasförmigen Mediums erzeugt wird.
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Die Zwangsströmung des gasförmigen Mediums erfaßt das den Einfüllstutzen
des Tankwagens passierende Schüttgut bereits beim Eintritt in das Tankwageninnere,
reißt es mit und verhindert so die Entstehung von Schüttgutkegeln. Vorzugsweise
ist die Zwangsströmung so ausgebildet,daß im Tankwageninneren im
Bereich
des Einfüllstutzens eine relativ scharf gebündelte und somit hohe Strömungsgeschwindigkeit
aufweisende Zwangsströmung herrscht, die in der Lage ist Schüttgut-Teile aus dem
Austrittsbereich des Einfüllstutzens heraus- und mitzureißen. in Längsrichtung des
Tankwagens nimmt die Bündelung des Gastromes ab, bzw. weitet sich die Zwangsströmung
auf und verliert an Geschwindigkeit. Dadurch können sich die mitgerissenen Schüttgut-Teile
im Inneren des Tankwagens ablagern, wobei aber die Ablagerung des Schüttgutes nicht
mehr auf den Bereich unterhalb des Einfüllstutzens konzentriert ist. Der Tankwagen
kann auf diese Weise vollständig befüllt werden. Es verbleiben keine Hohlräume im
Tankwagen inneren, denn solange noch Hohlräume vorhanden sind, kann durch diese
auch das gasförmige Medium strömen, welches Schüttgut-Teile mitreißt und fortlaufend
in diesen Hohlräumen ablagert, bis eine vollständige Füllung erreicht ist. Somit
kann die volle Ladekapazität des Tankwagens ausgenutzt werden.
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Nach einer Weiterbildung der Erfindung wird ein gasförmiges Medium
über einen der Einfüllstutzen in den Tankwagen eingelassen und an einen zweiten
Einfüllstutzen ein Unterdruck angelegt.
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Hierbei wird die Zwangsströmung dadurch erreicht, daß das gasförmige
Medium durch den ersten Einfüllstutzen in das Innere des Tankwagens eingesogen wird,
den Tankwagen in Längsrichtung durchströmt und dann durch den zweiten Einfüllstutzen
wieder
aus dem Tankwageninneren herausgesogen wird. Selbstverständlich
kanP mittels einer kinematischen Umkehrung des Verfahrens auch das gasförmige Medium
durch den ersten Einfüllstutzen in das Tankwageninnere hineingedrückt werden und
durch den zweiten Einfüllstutzen wieder abströmen. Eine derartige Durchführung des
Verfahrens hätte jedoch zur Folge, daß die gesamte Befüllanlage, einschließlich
des Silos und des Tankwagens unter Druck gesetzt würde. Dies würde die konstruktiven
Anforderungen an die bei der Durchführung des Verfahrens verwendeten Behältnisse
erhöhen. Der in ihrem Inneren aufgebaute Druck würde die Behältnisse unter Umständen
bis zum Bersten beanspruchen. Wesentlich nachteiliger ist es jedoch, daß Schüttgut
durch Ritzen, Spalten und sonstige Undichtigkeiten während der Befüllung ein ständiges
Austreten von Schüttgut-Staub zulassen, was bei einer Erzeugung der Zwangsströmung
durch einen Unterdruck im Tankwagen nicht der Fall ist.
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Nach einer nächsten Weiterbildung der Erfindung wird das mittels
des angelegten Unterdrucks abgesaugte gasförmige Medium über einen Staubabscheider
geleitet.
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Hierdurch wird die Emission von Schüttgutstaubanteilen in dem abgesaugten
Gas während des Abfüllens verhindert. Das verwendete gasförmige Medium wird weitgehend
gereinigt.
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Nach einer anderen Weiterbildung der Erfindung werden die im Staubabscheider
anfallenden Schüttgutteile dem Silo zugeführt. Durch diese Maßnahme besteht in Bezug
auf das Schüttgut ein geschlossenes System, so daß kein Schüttgutanteil verloren
gehen
kann.
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Nach einer weiteren Weiterbildung der Erfindung wird als gasförmiges
Medium Luft verwendet.
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Sofern das abzufüllende Schüttgut die Verwendung von Luft als gasförmigen
Medium erlaubt, ist dies die kostengünstigste und einfachste Durchführung des Verfahrens.
In diesem Fall wird die im Tankwageninneren vorhandene Luft über einen Einfüllstutzen
aus dem Tankwagen herausgesogen. Dies bewirkt, daß Luft über einen jeweils anderen
Einfüllstutzen in das Tankwageninnere eingesogen wird bzw. nachströmt. Es kann aber
auch jedes beliebige andere gasförmige Medium eingelassen werden, insbesondere Gase,
die eine mögliche Staubexplosion des abgefüllten Schüttgutes verhindern.
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Nach einer anderen Weiterbildung der Erfindung wird das aus dem Tankwagen
mittels des angelegten Unterdruckes abgesaugte gasförmige Medium dem Gaseintritt
wieder zugeführt.
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Insbesondere bei Verwendung von speziellen Gasen, beispielsweise
um Staubexplosionen zu verhindern, ist diese Maßnahme in bezug auf Kostenbegrenzung
vorteilhaft. Ein geschlossenes System verhindert unerwünschte Emission sämtlicher
an der Durchführung des Verfahrens beteiligten Stoffe.
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Nach einer nächsten Weiterbildung der Erfindung werden das gasförmige
Medium und das Schüttgut über einen der Einfüllstutzen gleichzeitig in den Tankwagen
eingebracht.
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Wenn das gasförmige Medium und das Schüttgut gleichzeitig
über
einen der Einfüllstutzen in den Tankwagen eingebracht werden, wird die Entstehung
von Schüttgutkegeln von vornherein verhindert, da das in den Tankwagen fallende
Schüttgut sofort vom Gassog erfaßt, mitgerissen und im Tankwagen verteilt wird.
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Das gasförmige Medium strömt mit hoher Geschwindigkeit zunächst durch
den engbegrenzten Einfüllstutzen, wodurch es in der Lage ist das Schüttgut zu erfaßen
und ins Tankwagen innere mitzureißen. Im Tankwageninneren selbst beruhigt sich die
Zwangsströmung des gasförmigen Mediums, so daß sich das Schüttgut im Tankwagen absetzen
kann.
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Eine zur Durchführung des Verfahrens vorteilhaft geeignete Vorrichtung
zeichnet sich dadurch aus, daß der Siloauslauf einen Einfüllstutzen mit Gaseintritt
aufweist und daß dem Silo ein Sauggebläse zugeordnet ist, dessen Saugleitung an
einen Einfüllstutzen des Tankwagens anschließbar ist.
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Zur Aufnahme des Befüllvorganges wird der Befüllstutzen des Siloauslaufes
an einen Einfüllstutzen des Tankwagens angeschlossen, wodurch gleichzeitig das Tankwageninnere
mit dem Gaseintritt verbunden ist, ohne das hierfür weitere Maßnahmen notwendig
sind. Sämtliche sonstigen, bei einem üblichen Befüllvorgang zur Anwendung kommenden
Befüllvorrichtungselemente sind weiterhin ohne Veränderung einsetzbar.
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Nach einer ersten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist im Gaseintritt ein Rückschlagventil, z.B. eine Rückschlagklappe, angeordnet.
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Der Gaseintritt des Befüllstutzens führt bei Verwendung
von
Luft als gasförmiges Medium direkt ins Freie. Das Rückschlagventil des Gaseintrittes
verhindert ein Austreten von Schüttgut durch den Gaseintritt, z.B. dann, wenn der
Tankwagen vollständig mit Schüttgut befüllt ist und weiteres Schüttgut aus dem Siloauslauf
in den Befüllstutzen nachrutscht, weil es aus dem Gaseintritt weiter auslaufen kann.
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Mit besonderem Vorteil zeichnet sich die Vorrichtung weiterhin dadurch
aus, daß die Saugleitung vorzugsweise im Anschlußbereich an den zugeordneten Einfüllstutzen
einen Vollmelder aufweist. Der Vollmelder reagiert kurz bevor das Schüttgut die
Öffnung der Saugleitung erreicht, das heißt dann, wenn der Tankwagen praktisch vollständig
gefüllt ist. Mittels eines geeigneten Signalgebers, mit dem der Vollmelder in Wirkverbindung
steht, kann einer Bedienungsperson signalisiert werden, daß der Befüllvorgang beendet
werden muß. Eine andere Ausführung der Vorrichtung kann vorsehen, daß der Vollmelder
den Befüllvorgang selbständig unterbricht.
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Schließlich ist nach einer anderen Weiterbildung vorgesehen, daß
dem Sauggebläse ein Staubabscheider zugeordnet ist.
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Der möglicherweise durch die Saugleitung vom gasförmigen Medium mitgerissene
Schüttgut-Staub wird mittels des Staubabscheiders aufgefangen und kann auch dem
Silo wieder zugeführt werden. Als Staubabscheider kommen an sich bekannte Zyklon-Abscheider
aber auch Gewebefilter in Frage. Vorzugsweise sind ein oder mehrere Staubabscheider
oberhalb des Silos angeordnet,
wodurch das Rückführen abgeschiedenen
Schüttgut-Staubes in den Silo erleichtert wird.
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Ausführungsbeispiele, aus denen sich weitere erfinderische Merkmale
ergeben, sind in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 eine schematische
Seitenansicht einer teilweise aufgeschnitten dargestellten Abfüllanlage mit Silo
und Tankwagen, Fig. 2 einen vertikalen Schnitt durch das Endstück des Befüllstutzens
eines Siloauslaufes und Fig. 3 einen vertikalen Schnitt durch den Absaugstutzen.
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Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht der Abfüllanlage mit teilweise aufgeschnitten
dargestellten Einzelelementen. Mit 4 ist ein Schüttgut 14 enthaltender Silo bezeichnet.
Der Siloauslauf 8 ist mittels eines Schiebers 5 sperrbar. An den Siloauslauf 8 schließt
sich ein Befüllstutzen 9 mit einer als Gaseintritt 20 dienenden Öffnung an. Der
Befüllstutzen ist an einen ersten Einfüllstutzen 17 des unter dem Siloauslauf abgestellten
Tankwagens 10 angeschlossen. über den Gaseintritt 20 des Befüllstutzens 9 kann ein
beliebiges gasförmiges Medium, bei diesem Ausführungsbeispiel Luft, in das Innere
des Tankwagens 10 eingelassen werden. An einen zweiten Einfüllstutzen 18 des Tankwagens
10 ist ein Absaugstutzen 13 angeschlossen. Dieser Absaugstutzen
13
ist über eine Saugleitung 11 mit einem Sauggebläse 1 verbunden. Durch Inbetriebnahme
des Sauggebläses 1 wird die im Inneren des Tankwagens 10 befindliche Luft über den
Absaugstutzen 13 abgesaugt. Aufgrund des dadurch im Inneren des Tankwagens 10 entstehenden
Unterdruckes strömt Luft durch den Gaseintritt 20 des Befüllstutzens 9 in das Innere
des Tankwagens 10 ein. Da das Sauggebläse 1 während des gesamten Befüllvorganges
in Betrieb ist, entsteht auf diese Weise eine Zwangsströmung im Inneren des Tankwagens
10, die mittels der Pfeile 15 angedeutet ist. Die Luft tritt durch den Gaseintritt
20 gebündelt in den Befüllstutzen 9 ein und strömt dann durch den engbegrenzten
Befüllstutzen 9 in das Innere des Tankwagens 10, wo sich der Luftstrom aufweiten
kann und so an Geschwindigkeit verliert, daß sich mitgerissene Schüttgut-Teilchen
absetzten können.
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Zwischen dem Sauggebläse 1 und der Saugleitung 11 sind ein Gewebefilter
7 und ein Zyklon 16 angeordnet. Das Gewebefilter 7 und das Zyklongehäuse 16 wirken
als Staubabscheider für von der Luft über die Saugleitung 11 mitgerissene Schüttgut-Teile.
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Die im Staubabscheider 7, 16 abgeschiedenen Schüttgut-Teile können
dem Silo 4 durch Öffnen eines Schiebers 3 wieder zugeführt werden. Der Saugleitung
11 ist desweiteren ein Belüftungsventil 12 zugeordnet, über das der Saugleitung
11 Luft zugeführt werden kann, um den nach Inbetriebnahme des Sauggebläses 1 in
der Saugleitung 11 herrschenden Unterdruck abzubauen
und so ein
Abkoppeln des Absaugstutzens 13 vom zweiten Einfüllstutzen 18 des Tankwagens 10
zu ermöglichen.
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In Fig. 2 ist ein vertikaler Schnitt durch das Endstück 21 des Befüllstutzens
9 des Silos 4 gemäß Fig. 1 dargestellt. Das Endstück 21 des Auslaßstutzens 9 weist
einen Schüttgutkanal 19 und einen Gaseintritt 20 auf. Im Gaseintritt 20 ist eine
Rückschlagklappe 22 angeordnet. Durch den Gaseintritt 20 tritt Luft oder ein anderes
gasförmiges Medium in Richtung der Pfeile 23 in den Schüttgutkanal 19 ein. Eine
Verbindung zwischen dem Schüttgutkanal 19 und dem Gaseintritt 20 besteht nur aufgrund
einer Verbindungsöffnung 31, die sowohl in vertikaler als auch in horizontaler Richtung
begrenzt ist, das heißt, daß das Eintreten eines Gases in den Schüttgutkanal 19
nicht auf dem gesamten Umfang des Schüttgutkanales 19 möglich ist. Durch diese Maßnahme
bildet sich der Eintrittsstrom 23 des gasförmigen Mediums als gebündelte und gerichtete
Strömung aus, die in der Lage ist, durch den Schüttgutkanal 19 eintretende Schüttgut-Teile
zu erfassen und mitzureißen.
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In Fig. 3 ist ein vertikaler Schnitt durch den Absaugstutzen 13 der
Saugleitung 11 und durch den Vollmelder 32 dargestellt. Der Vollmelder 32 weist
ein Flügelrad 25 auf, das mittels einer Welle 26 mit einer Auslösevorrichtung 27
in Wirkverbindung steht. Die Welle 26 ist mit ihrem der Auslösevorrichtung 27 abgewendeten
Ende in einem Schutzkorb 28 gelagert. Der Absaugstutzen 13 ist an den zweiten Einfüllstutzen
18
des Tankwagens 10, dessen Wandung mit 24 bezeichnet ist, angeschlossen. Der Vollmelder
32 wird in Richtung der Pfeile 30 von dem gasförmigen Medium durchströmt. Hierbei
versetzt das gasförmige Medium das Flügelrad 25 in Rotation. Das Flügelrad 25 rotiert
aber nur, bis das im Tankwagen 10 abgelagerte Schüttgut 14 so weit angestiegen ist,
daß es das Flügelrad 25 blockiert. Der Stillstand des Flügelrades 25 wird von der
Auslösevorrichtung 27 registriert und über eine Signalleitung 29 an einen Signalgeber
weitergeleitet.
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