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Beschreibung
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Die Erfindung betrifft einen Bunker für durch Austragvorrichtungen
auszutragende Schüttgüter mit den
Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
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Es ist bekannt Bunker oder Silos von oben zu füllen und von oben
her auch zu entleeren. Diese bekannten Austragsysteme haben einmal den Nachteil,
daß das zuletzt eingefüllte Gut zuerst wieder ausgetragen wird und daß die Austragvorrichtungen
entsprechend der Füllhöhe im Bunker oder Silo im Bunker selbst beweglich angeordnet
sein müssen.
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Es sind aber auch schon verschiedene Systeme bekannt, um bei Bunker
oder Silo sicherzustellen, daß das zuerst eingefüllte Gut auch wieder zuerst ausgetragen
wird. Besonders interessant sind dabei solche Systeme, welche das Gut unmittelbar
und schichtweise über dem ebenen Bunkerboden austragen, da hierdurch eine Entmischung
des Gutes ebenso wie die Ausbildung toter Bereiche, aus denen das Gut nicht sicher
ausgetragen wird, vermieden werden können. Bei einem solchen Austragsystem, dem
sogenannten Schubboden, werden durch sogenannte nebeneinanderliegende Schubleitern
die Gutteilchen der unmittelbar über dem Bunkerboden liegenden Gutschichten schrittweise
in einer Richtung zu der an einem Bunkerende vorgesehenen Abwurföffnung zu einer
Austragsschnecke oder dgl. gefördert.
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Hierbei wird das Gut entsprechend seiner Lage in Richtung auf die
Abwurföffnung der Austragschnecke schrittweise über mehr oder weniger den ganzen
Bunkerboden in ein und derselben Richtung gefördert. Auf diese Weise wird nach und
nach der gesamte Siloinhalt durch die Schubbewegungen in Richtung der Austragschnecke
am Bunkerende gefördert. Derartige Austragsysteme sind nur für begrenzte Füllstandshöhen
einsetzbar und daher für Hochsilo kaum oder gar nicht zu verwenden. Da es für die
von der Schnecke entfernt liegenden Gutteile einer Vielzahl von Schubzyklen bedarf,
bevor sie die Schnecke erreichen, erfolgt keine gleichförmige schichtweise Austragung
des Bunkerinhaltes, so daß beim Schubboden streng genommen nicht davon gesprochen
werden kann, daß das zuerst eingefüllt Gut auch zuerst ausgetragen wird. Dadurch
kann in gewissem Umfange auch eine Entmischung stattfinden.
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Da außerdem jede Schicht bei jedem Hub schrittweise über den gesamten
Boden hin zur Schnecke bewegt werden muß, ergeben sich hohe innere Widerstände im
Gut gegen die Austragsbewegung und müssen von der Silo konstruktion große Kräfte
aufgenommen werden.
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Außerdem sind diese Schubböden nur für Silo oder Bunker von rechteckförmigem
Umriß geeignet.
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Für runde oder polygonale Bunker oder Silo großer Höhe sind Austragvorrichtungen
in Form sogenannter Gleitrahmen bekannt (vgl. Deutsches Patent 24 00 547).
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Diese Austrageinrichtung weist die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs
1 auf. Der Umriß des Gleitrahmens entspricht im wesentlichen dem Querschnittumriß
des runden oder polygonalen Silos, wobei die vom Gleitrahmenumriß gebildete Fläche
nur wenig kleiner ist als die Querschnittsfläche des Silos. Der Gleitrahmen wird
unmittelbar auf dem ebenen Bunkerboden geführt, in dem eine langgestreckte Austragsöffnung
auf einem quer zur Gleitrichtung verlaufenden Durchmesser angeordnet ist. Der Gleitrahmen
wird unterstützt und geführt durch einen hohlen Holm, der senkrecht zur Austragöffnung
auf einem Durchmesser des Bunkerbodens ausgerichttet ist und zur Krafteinleitung
dient. Der Holm kann in dem Bunkerboden versenkt angeordnet oder in einer über dem
Bunkerboden liegenden hohlzylindrischen Führung angeordnet sein und selber als Hohlkörper
ausgebildet sein, so daß der zugehörige Schubkolbenmotor sich teilweise in dem
Holm
erstreckt. Zur Verstärkung der Krafteinleitung kann der Holm auch nach beiden Seiten
über den Bunkerumriß hinausgeführt und für den Angriff zweier gegenläufig arbeitender
Schubkolbenmotore ausgebildet sein. Wie beim Schubboden weist auch der Gleitrahmen
langgestreckte Austragelemente auf, die auf einer Seite eine steile Mitnehmerkante
und auf der anderen Seite eine zu einer flachen Schneide ausgezogene Kante aufweist,
die sich bei der Rückwärtsbewegung unter das Gut schiebt, ohne eine nennenswerte
Förderwirkung auszuüben.
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Der Gleitrahmen hat sich außerordentlich gut in der Praxis bewährt
und gewährleistet eine gute Austragung in dem Sinne, daß zuerst eingefülltes Gut
auch zuerst ausgetragen wird. Der Gleitrahmen gewährleistet vor allem eine sichere
Austragung auch über den ganzen Querschnitt des runden oder polygonalen Bunkers
oder Silo. Die Zuverlässigkeit und Genauigkeit der Austragung ist auch bei großen
Bunker- oder Silohöhen gewährleistet.
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Die Austragvorrichtung in Form eines Gleitrahmens ist in ihrer Verwendbarkeit
jedoch bezüglich der Durchmesser der Silo oder Bunker begrenzt. Die Grenze liegt
bei Durchmessern von 8 bis 10 m in Ausnahmefälen bei 12 m Durchmesser. Bei darüber
hinausgehenden Durchmessern ist es kaum noch möglich dem Gleitrahmen eine ausreichende
Stabilität zu erteilen und die erforderlichen Schubkräfte sicher über den Holm auf
den Gleitrahmen zu übertragen. Hinzu kommt, daß bei solchen Durchmessern außerordentlich
große Kräfte zur Überwindung der inneren Reibung des Gutes überwunden werden müssen.
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Es ist Aufgabe der Erfindung einen Bunker mit den Merkmalen des Oberbegriffs
des Anspruchs 1 so weiterzubilden, daß die aufgezeigten Nachteile vermieden werden,
eine sichere und gleichförmige Austragung des Gutes über den ganzen Querschnitt
und in der Reihenfolge der Einfüllung in den Bunker auch bei runden oder polygonalen
Bunkern oder Silos von großen Querschnitten, d.h. Durchmessern von 10 m oder mehr
gewährleistet ist, die Bunker- oder Silowände von den Austragsungskräften weitgehend
entlastet werden und die aufzuwendende Antriebsenergie trotz großen Durchmessers
des Silos relativ gering gehalten werden kann.
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Dieser Aufgabe wird durch die Maßnahmen des Anspruchs 1 gelöst.
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Die zum Austragen erforderlichen Druck- und Zugkräfte werden auf
mehrere Einzelrahmen verteilt. Die Einzelrahmen können wesentlich leichter ausgebildet
werden, ohne daß die Gefahr einer Verformung oder Verwindung entsteht, da die auf
den Einzelrahmen ausgeübten Kräfte nur Teilkräfte sind. Da die Einzelrahmen trotz
leichterer Ausführung eine größere Stabilität aufweisen lassen sie sich wesentlich
leichter und genauer führen, auch wenn die Einzelrahmen bei großem Bunkerdurchmesser
eine gegenüber ihrer Breite große Länge aufweisen. Durch die genaue Führung der
Einzelrahmen und die für den Einzelrahmen benötigte verringerte Antriebskraft lassen
sich die Durchführung der Längsholme der Einzelrahmen durch die Silo- oder Bunkerwand
wesentlich leichter abdichten. Durch die voneinander unabhängigen Antriebe für die
Einzelrahmen läßt sich die Rahmenbewegung nach vorbestimmtem Programm phasenversetzt
durchführen. Dadurch heben sich die von der Schubbewegung in horizontaler Richtung
ausgeübten Kräfte gegenseitig weitgehend auf, so daß die Bunker- und Silowände von
diesen Kräften weitgehend entlastet bleiben. Es brauchen dafür keine Kräfte berücksichtigt
zu werden. Auch werden durch die phasenversetzte Bewegung, z.B. gegenläufige Bewegung
benachbarter Einzelrahmen Verdichtungen in der Materialsäule weitgehend vermieden.
Dadurch wird der Austragswiderstand herabgesetzt und die Gleichförmigkeit der Austragung
verbessert. Auch läßt sich mit besonderem Vorteil bei der phasenversetzten Bewegung
der Einzelrahmen die Austragung über mehrere, in vorbestimmter Weise über den Bunkerquerschnitt
verteilte Austragsöffnungen im Bunkerboden vornehmen, wodurch die Austragung wesentlich
gleichmäßiger wird und wesentlich genauer dosiert werden kann.
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Durch die Unabhängigkeit der Einzelrahmen kann der Betrieb auch bei
Schaden an einzelnen Schubkolbenmotoren ohne weiteres weitergeführt werden. Es kann
vorübergehend aber auch ein Einzelrahmen stillgelegt werden, ohne daß dadurch der
Betrieb der übrigen Einzelrahmen beeinträchtigt wird.
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Durch die unterschiedliche Bewegung der Einzelrahmen wird verhindert,
daß die Grenzschicht zwischen Austragvorrichtung und Gutsäule, das ist die Schicht,
die mehr oder weniger der Austragsbewegung folgt und die in Abhängigkeit von der
Gutart und dem Gutzustand 30 bis 80 cm und mehr betragen kann, nicht mehr länger
der Austragsbewegung als Ganzes folgt. Dadurch werden Materialverpressungen innerhalb
der Gutschicht und Verpressungen an der Silowand vermieden.
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Durch die neue Ausbildung lassen sich vor allen Dingen Silo mit großen
Querschnitten, bis hin zu 20 m und mehr Durchmesser sicher und ohne Gefahr austragen,
und zwar über den ganzen Querschnitt gleichförmig, so daß das Austragungsprinzip
"first in - first out" im strengen Sinne verwirklicht werden kann.
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Durch die Maßnahmen der Unteransprüche wird weiterhin gewährleistet,
daß auch bei der Schubbewegung auftretende Seitenkräfte durch die unterschiedlich
und teilweise entgegengesetzt geneigten Austragelemente sowohl der einzelnen Einzelrahmen
als auch zwischen benachbarten Einzelrahmen aufgehoben werden. Auch dadurch wird
eine wesentlich leichtgängigere Längsführung der Einzelrahmen sichergestellt.
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Bei Ausfall eines Einzelrahmens kannd dennoch die Austragleistung
durch Erhöhung der Schubgeschwindigkeit der übrigen Einzelrahmen beibehalten werden.
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Die Querschnitte der Längführungselemente können relativ gering bemessen
werden, wobei die für den Einzelrahmen erforderlichen relativ kleinen Antriebskräfte
in der Ebene der Einzelrahmen eingeleitet werden können, so daß es zu keinen Kipp-
oder Hebelkräften kommen kann.
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Die neue Anordnung läßt eine Vielzahl von Schnekkenvariationen für
die den Austragöffnungen zugeordneten Austragsschnecken zu. Dies gibt größere Variationsmöglichkeiten,
um allen Forderungen bezüglich Austragsgenauigkeit, Betriebssicherheit und maximaler
Austragsleistungen genügen zu können.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen an
einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
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In der Zeichnung ist die Erfindung anhand eines Querschnittes durch
einen Rundsilo dargestellt, der in Draufsicht auf den ebenen Bunkerboden die Ausbildung
und das System der Austragsvorrichtung erkennen läßt.
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Der kreisrunde zylindrische Bunker ist mit 1 bezeichnet. Die von
dem Bunker eingeschlossene Querschnittsfläche ist eine Kreisfläche 2, deren senkrechte
Achse bei
3 angedeutet ist. Mit 4 ist der ebene Bunkerboden 4 bezeichnet,
in dem über die Querschnittsfläche verteilt mehrere im gegenseitigen Abstande angeordnete
und zu einem Durchmesser parallele langgestreckte Austragsöffnungen 5,6,7 und 5a,
6a, 7a angeordnet sind. Die Austragsöffnungen erstrecken sich im dargestellten Beispiel
jeweils nur in einer Querschnittshälfte und sind von Querschnittshälfte zu Querschnittshälfte
gegeneinander versetzt. Man erkennt, daß die Verteilung in den beiden Querschnittshälften
so ist, daß die Austragsöffnungen bezogen auf die Bunkerachse 3 punktsysmmetrisch
oder achssymmetrisch angeordnet Die Längsrichtung der Austragsöffnungen ist senkrecht
zu der durch den Doppelpfeil 9 angedeuteten Gleitrichtung der als Gleitrahmen 8
ausgebildeten Austragvorrichtung.
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Diese Austragvorrichtung 8 besteht aus mehreren, im vorliegenden
Falle sechs Einzelrahmen 10, 11, 12, 13, 14 und 15. Diese liegen unmittelbar über
dem Bunkerboden 4 in einer gemeinsamen Ebene. Jeder Einzelrahmen weist Längsholme
60 auf. Die Längsholme von benachbarten Einzelrahmen liegen unmittelbar nebeneinander
und sind aneinander geführt. Die Längsholme 60 sind außerdem durch abdichtbare Durchführungen
61 nach beiden Seiten hin durch die Bunkerwand nach außen geführt und sind jeweils
außen durch Querjoche 44, 45 starr miteinander verbunden. An jedem Querjoch 44,45
ist im dargestellten Beispiel die Kolbenstange 48 von paarweise zusammenwirkenden
gegenläufigen Schubkolbenmotoren 46,47 angelenkt, die ihrerseits an Querwiderlagern
50 gelenkig abgestützt sind, welche über zu den Längsholmen 60 parallele Längsträger
49 bzw. an einem Bodenfundament abgestützt sind. Die Längsträger 49 können zusätzlich
zur Längsführung der Querholme 44,45 außerhalb des Bunkers dienen. Eine weitere
Führung der Längsholme 60 kann durch am Boden verankerte Führungsbuchsen 20 erfolgen,
in denen die aneinanderliegenden Längsholme benachbarter Einzelrahmen gemeinsam
geführt sind. Die außenliegenden Einzelrahmen 10 und 15 können seitlich an am Bunker
fest angeordneten Seitenführungen 21 geführt sein.
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Jeder Einzelrahmen weist innerhalb des Bunkerquerschnittes mehrere
langgestreckte Austragelemente auf.
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So weist der außenliegende Einzelrahmen 10 vier solche Austragelemente
23 bis 26. Jedes Austragelement weist eine zum Bunnkerboden steile Mitnehmerkante
42 und eine schräg in Richtung auf den Boden schneidenförmig flach zulaufende Kante
41 auf, die sich bei der Rückwärtsbewegung des Austragselementes zwischen Bodenoberfläche
und Unterseite der Gutsäule schiebt. Es ist ersichtlich, daß die Autragelemente,
bezogen auf die Gleitrichtung 9, unterschiedliche Neigungen aufweisen.
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Bei dem Einzelrahmen 10 sind die aufeinanderfolgenden Austragelemente
in entgegengesetzter Richtung geneigt. Ebenso weisen die Mitnehmerkanten 42 in entgegengesetzte
Richtungen. Bei einem Vergleich der benachbarten Einzelrahmen 10 und 11 ist ersichtlich,
daß auch zwischen benachbarten Einzelrahmen die nebeneinanderliegenden, langgestreckten
Ausragelemente unterschiedliche Neigung zur Gleitrichtung 9 aufweisen. Dies gilt
z.B. für die Austragelemente 23,28 oder für das Austragselement 24 im Vergleich
zu den Austragselementen 29, 30 usw. Entsprechendes gilt auch für die Austragselemente
27 bis 32 des Einzelrahmens 11 und für die Austragselemente 33 bis 40 des Einzelrahmens
12. Hierdurch wird gewährleistet, daß die durch die Bewegung der Einzelrahmen in
die "Grenzschicht" der Gutsäule eingeleiteten Bewegungen unterschiedlich groß und
unterschiedlich gerichtet sind und sich daher
die in das Gut eingeleiteten Kräfte
und Kraftmomente gegenseitig weitgehend aufheben. Dadurch kann es zu keinerlei Kompressionen
im Bereich der Grenzschicht kommen. Ebensowenig aber können von der Grenzschicht
größere Kräfte auf die Silo- oder Bunkerwand übertragen werden. Es kann daher zu
keinen nennenswerten örtlichen Verdichtungen kommen, so daß eine gleichförmige Austragung
über den ganzen Querschnitt gewährleistet ist. Dies wird noch dadurch wesentlich
unterstützt, daß die Antriebsvorrichtungen für die Einzelrahmen, d.h. die Schubkolbenpaare
46, 47 in ihren Bewegungen phasenungleich gesteuert werden. Dies kann nach einem
vorbestimmten Programm erfolgen, so daß z.B. jeder Einzelrahmen sich in einer anderen
Bewegungsphase in jeder andere Einzelrahmen befindet. In einer besonders einfachen
Ausführung bewegen sich jeweils benachbarte Einzelrahmen gegenläufig, wie dies im
dargestellten Beispiel durch die Pfeile 55, 56 für die Einzelrahmen 10 und 11 gezeigt
ist.
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Die langgestreckten Austragselemente für die Einzelrahmen 13, 14,
15 sind entsprechend den Einzelrahmen 12 bzw. 11 bzw. 10 ausgebildet und zwar bevorzugt
so, daß wie die Austragsöffnungen 5, 5a bis 7, 7a auch die Austragselemente bezogen
auf die Bunkerachse 3 punkt- oder achssymmetrisch angeordnet sind. Es ist daher
die Anordnung der Austragselemente nur für die obere Hälfte in der Figur dargestellt.
Entsprechendes gilt für die Anordnung und die Steuerung der Antriebe 46,47. Dabei
ist angenommen, daß die Einzelrahmen 12 und 14 im gleichen Bewegungstakt wie der
Einzelrahmen 10 und die Einzelrahmen 13 und 15 im gleichen Takt wie der Einzelrahmen
11 bewegt werden.
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Fällt einer der hydraulischen Antriebe aus, so kann für die Dauer
der Reparatur der betreffende Einzelrahmen stillgesetzt werden. Um dennoch die gleiche
Austragsleistung zu gewährleisten können die im Betrieb verbliebenen Antriebe mit
entsprechend höherer Schubgeschwindigkeit betrieben werden. Der Austragbetrieb kann
also auch während Reparaturen an den Antrieben durchgehend aufrechterhalten bleiben.
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Durch die Verteilung der Austragöffnungen über den Querschnitt des
Bunkers kann eine wesentlich gleichförmigere Austragung gewährleistet werden und
damit auch eine höhere Dosiergenauigkeit. Auch läßt sich die Dosiergeschwindigkeit
leicht und genau wechselnden Bedürfnissen anpassen.
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