DE3609244A1 - Mischsilo fuer schuettgut - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Mischsilo für Schüttgut mit einer zentrischen Abzugskammer, die mit dem Hauptsiloraum durch am Boden über den Kammerumfang verteilt angeordnete Kammeröff­ nungen verbunden ist, wobei der mit Belüftungseinrichtungen ausgestattete Boden des Hauptsiloraums in Sektionen aufgeteilt ist, die zur Bildung von wechselnden Misch- und Abzugstromben im Hauptsiloraum gesondert belüftbar und die durch die Gut­ bzw. Luftbewegung in Umfangsrichtung hemmende Sperren von­ einander getrennt sind.

Man hat die Beobachtung gemacht, daß bei aufeinanderfolgender Belüftung zweier benachbarter Sektionen, die nicht durch Sperren voneinander getrennt sind, die Luft aus der später belüfteten Bodenzone dazu neigt, durch das aufgelockerte Gut über der zuvor belüfteten, benachbarten Zone abzufließen, wo­ durch die Bildung neuer Tromben erschwert und die Zulaufver­ hältnisse zur Kammer verfälscht werden. Dem hat man dadurch entgegengewirkt (DE-AS 25 39 753), daß man zwischen den be­ nachbarten Sektionen vornehmlich nur in Kammernähe kurze wandbildende Sperren anordnete, die die Gut- und Luftbewegung über einen Teilbereich der Sektionsgrenzen hinweg behin­ dern. Der Effekt konnte dadurch noch verbessert werden, daß der kammernahe Zwischenraum zwischen diesen Wänden zumindest bei jeder zweiten Kammeröffnung oben abgedeckt wurde. Es konnte dadurch der Mischwirkungsgrad verbessert werden; im Verhältnis dazu ist jedoch der Bauaufwand für die Sperren nicht unbeträchtlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den erforderlichen Energieaufwand und den Bauaufwand erheblich zu verringern.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß die als Sättel mit seitlich abfallenden, unbelüfteten Leitflächen ausgebil­ deten Sperren mit etwa konstanter Höhe und Breite zwischen der Kammer und der Außenbegrenzung des Hauptsiloraums durchgehend angeordnet sind und im Verhältnis zu den zwischen ihnen lie­ genden, flachen, belüftbaren Bodenteilen eine beträchtliche Bodenfläche einnehmen, nämlich mindestens etwa 1/5 von deren Bodenfläche.

Diese Lösung führt nach mehreren Wirkungsmechanismen zu der erstrebten Senkung des für die Mischung erforderlichen Be­ lüftungsaufwands.

Während man es bislang für erforderlich hielt, die gesamte Bodenfläche des Hauptsiloraums sektionsweise zu belüften, um dadurch sicherzustellen, daß das gesamte Gut von den wechselnden Mischtromben erfaßt wird, ergibt die Erfindung eine beträchtliche Reduzierung der belüfteten Bodenfläche im Verhältnis zur Gesamtfläche. Dies hat zur Folge, daß in Boden­ nähe das über den unbelüfteten Bereichen lagernde Gut nicht unmittelbar in die Mischtromben einbezogen wird; jedoch er­ weitern diese sich nach oben, so daß in größerem Abstand vom Boden die notwendige Einbeziehung des gesamten Silovolumens in die Trombenbildung sichergestellt ist. Die Erfindung hat erkannt, daß auch das über den unbelüfteten Bodenteilen in Bodennähe lagernde Gut in die Misch- und Abzugsbewegung ein­ bezogen wird, weil in Bodennähe der Einfluß der intensiven Belüftung und Abzugsbewegung die Trombe im Querschnitt vergrößert und damit einen im Querschnitt größeren Bereich hinreichend in die Misch- und Abzugsbewegung einbezieht.

Bei bekannten Silos liegt der Schwerpunkt der Trombenbildung und der Abzugsbewegung in Kammernähe der belüfteten Bereiche, weil dort infolge der Nähe der Kammeröffnungen die stärksten Auflockerungskräfte und zu den Öffnungen hin gerichteten Druckgradienten wirken. Dies führt in Verbindung mit der die Gutsbewegung bremsenden Reibung an den äußeren Silowänden dazu, daß das weiter außen lagernde Gut weniger stark an der Misch- und Abzugsbewegung teilnimmt. Man bemühte sich daher, die Trombenbildung stärker von den Kammeröffnungen weg nach außen zu verlagern, was aber nur mit Hilfe besonderer Abdek­ kungen im Bereich der Kammeröffnungen (DE-AS 25 39 753, DE-AS 21 21 616) und entsprechend hohem Bauaufwand zum Teil gelang. Durch die Erfindung kommt man diesem Ziel auf einfache Weise folgendermaßen näher. Da die Sättel etwa konstante Breite in Umfangsrichtung aufweisen, nehmen sie im radial innen liegen­ den, kammernahen Bereich einen wesentlich größeren Teil der in Umfangsrichtung insgesamt zur Verfügung stehenden Breite in Anspruch als weiter außen. Das bedeutet, daß die Breite des zwischen ihnen liegenden, flachen, belüftbaren Bodenbereichs von innen nach außen überproportional ansteigt und somit der Belüftungsschwerpunkt weiter außen liegt. Es kommt hinzu, daß im radial innen liegenden Bereich die flachen Bodenteile an drei Seiten von abfallenden, auf das Gut bremsend wirkenden Flächen umgeben sind, nämlich seitlich von den Gleitflächen der Sättel und nach innen zu von der Kammerwand, während im radial äußeren Bereich derartige bremsende Wirkungen wegen der größeren Weite des flachen, belüftbaren Bodenteils geringer sind. So wird das weiter außen lagernde Gut stärker an den Misch- und Abzugsbewegungen beteiligt als bei bekannten Silos.

Radiale Sättel mit seitlichen, unbelüfteten Gleitflächen am Siloboden sind bei Vorratssilos an sich bekannt. Sie schließen paarweise eine zum mittigen Siloauslaß verlaufende Förderrinne konstanter Breite ein, der sie das Gut aus dem Siloraum zu­ führen sollen. Schon bei Vorratssilos wendet man sie seit längerer Zeit nicht mehr an, weil sie keinen hinreichenden Gutfluß über die gesamte Weite des Siloraums gewährleisten und aufgrund ihrer Neigung zu Brückenbildungen führen. Bei Silos mit großer Querschnittsfläche nehmen sie ein unerwünscht großes Volumen ein, wodurch der Nutzraum verringert und die Baukosten erhöht werden. Bei Mischsilos verwendet man sie nicht, weil sie infolge des ungleichmäßigen Gutflusses die Entmischung fördern. Die starke Tendenz zur Brückenbildung wird auch nicht durch zusätzliche Belüftungseinrichtungen beseitigt (DE-GM 72 35 359, S. 2), weil einerseits die Luft­ verteilung auf Auflockerungseinheiten in unterschiedlichen Höhen und Neigungslagen sehr ungleich erfolgt, andererseits aber vor allem die engen Sattelspannweiten im Silowandbereich Verfestigungen verursachen, die in der Regel nicht aufgelok­ kert werden können. Unterhalb solcher stabiler Schüttgut­ brücken entstehen Hohlräume, die wie Fuchsbauten entlang des Auflockerungskanals verlaufen bis zum Auslauf hin. Für spe­ zielle Zwecke verwendet man in Mischsilos unsymmetrisch von einer steilen und einer flach geneigten Flanke begrenzte Sät­ tel, die mit Belüftungseinrichtungen belegt sind, um dem Gut eine Bewegung in Umfangsrichtung zu erteilen, die mischungs­ fördernd wirken soll (DE-GM 72 35 359; EP-OS 01 23 031). Bei diesen sind aber der Bauaufwand und wegen der vollflächigen Belegung mit Belüftungselementen auch der Belüftungsenergie­ aufwand sehr hoch.

Die Art der Abzugskammer ist für die Erfindung von unterge­ ordneter Bedeutung. Vorteilhaft kann die Ausbildung als Homo­ genisierkammer (DE-PS 15 07 888) sein, weil die - bezogen auf den Energieaufwand - intensivierte Abzugströmung dem in der Kammer befindlichen Gut Mischungsenergie zuführt. Es kann sich aber auch um eine entlüftete oder nicht entlüftete Kammer zum bloßen Sammeln des abzuziehenden Gutes handeln.

Das Erfindungsmerkmal, daß die von den Sätteln eingenommene Bodenfläche beträchtlich ist, ist unter zwei Wirkungsgesichts­ punkten zu sehen. Zum einen wird dadurch der mit Auflocke­ rungsluft zu versorgende Anteil des Silobodens verringert. Zum anderen wird dadurch - in Verbindung mit dem Merkmal etwa kon­ stanter Sattelbreite - die überproportionale Zunahme der Brei­ te der flachen Bodenteile von innen nach außen begründet. Be­ vorzugt liegt die von den Sätteln eingenommene Bodenfläche in der Größenordnung von 1/4 bis 1/2, insbesondere bei ca. 1/3, der von den flachen Bodenteilen eingenommenen Bodenfläche.

Zweckmäßigerweise haben die Sättel konstanten Querschnitt über den flachen Bodenteilen, das heißt, daß ihr First etwa paral­ lel zu den flachen, im allgemeinen schwach geneigten Boden­ teilen verläuft und auch ihre Breite in Höhe der flachen Bo­ denteile konstant ist. Jedoch sind geringfügige Abweichungen von der Breiten- und Höhenkonstanz unschädlich, beispielsweise zur Berücksichtigung besonderer Verhältnisse im Bereich der Kammeröffnungen oder zur Erzielung unterschiedlicher Neigungs­ verhältnisse in unterschiedlichen Sektionsbereichen. Die kon­ stante Querschnittsgestalt senkt den Schalungsaufwand. Dies gilt auch dann, wenn nach einem weiteren Merkmal der Erfindung die Sättel horizontal (vorzugsweise mit konstanter Quer­ schnittsgestalt) verlaufen. Dabei werden sie zweckmäßigerweise über den horizontalen Unterboden des Silos errichtet, bevor der die schwache Neigung der flachen Silobodenbereiche bil­ dende Boden aufgebracht wird. Wenn sie horizontal mit kon­ stantem Querschnitt gestaltet sind, nimmt ihre Breite von innen nach außen ab, wodurch die Breitenzunahme der flachen Teile gesteigert wird.

Die Breite der flachen Bodenteile von innen nach außen soll mindestens auf etwa das Eineinhalbfache, vorzugsweise das etwa Doppelte, anwachsen. Bevorzugt wird eine Form der flachen Bodenbereiche, die durch in etwa gleicher Größenordnung lie­ gende mittlere Breite und radiale Erstreckung gekennzeichnet ist (wobei gleiche Größenordnung auch noch bei einer Ab­ weichung von nicht mehr als etwa 50%, vorzugsweise etwa 25% als gewahrt gilt). Um der Gefahr der Brückenbildung zu ent­ gehen, ist erfindungsgemäß die in Umfangsrichtung gemessene Breite der flachen Bodenteile in Kammernähe nicht kleiner als etwa 1 m.

Im Unterschied zu den wandartig etwa vertikal ausgebildeten Sperrflächen des Standes der Technik sind die Gleitflächen der erfindungsgemäßen Sättel zweckmäßigerweise sanft geneigt, in einem Winkelbereich von etwa 40 bis 75 Grad zur Horizontalen (vorzugsweise um 60 Grad).

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann wenigstens einer der Sättel eine Entlüftungsverbindung von der Kammer zu einer außen liegenden Entlüftungsleitung enthalten. Dies gilt auch dann, wenn die Kammer zusätzlich mit einer nach unten in einen Abzugsweg des Guts führenden Entlüftungsleitung ausge­ rüstet ist (DE-AS 28 49 014).

Die Erfindung führt zu beträchtlichen Ersparnissen, die für den maschinentechnischen Installationsaufwand bis zu 30% betragen, während der Energiebedarf um bis zu 40% reduziert werden kann.

Die aktive Fließzone im Hauptsiloraum wird durch die zuvor beschriebenen eingegrenzten Fluidisierzonen in Silobodennähe und im Zusammenhang mit der Entlastungsfunktion der Kammer so deutlich vergrößert, daß bereits ein intensiver Massenaus­ tausch in den sogenannten Schwerkrafttromben stattfindet.

Durch den in die Kammer gebündelt einfließenden Massenfluß werden die Gutumlaufbewegungen in der Kammer so intensiviert, daß die Luftzufuhr und damit der Energiebedarf deutlich verringert werden können.

Die Erfindung wird im folgenden näher unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert, die ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel zwar schematisch in den Größenverhältnissen aber zutreffend veranschaulicht. Darin zeigen:

Fig. 1 einen vertikalen Längschnitt und

Fig. 2 einen horizontalen Längsschnitt mit Blickrichtung auf den Siloboden.

Der Silo wird umschlossen von einer zylindrischen Silowand (1), einem Siloboden (2), dessen Oberfläche flach geneigt zur Silobodenmitte verläuft, und einer Deckplatte (3) mit Zufüh­ rungs- und Entlüftungseinrichtungen. Mittig auf dem Siloboden ist eine Mischkammer (4) innerhalb einer nach oben konisch spitz zulaufenden Wand (5) angeordnet. Die Mischkammer (4) steht mit dem Hauptsiloraum (6) über eine Mehrzahl von am Boden angeordneten, gleichmäßig über den Umfang der Kammerwand (5) verteilten Kammeröffnungen (7) in Verbindung. In der Mitte der Kammer (4) sind die Abzugseinrichtungen (8) vorgesehen, an die sich eine Abzugsrinne (9) anschließt, an die auch eine Ab­ luftleitung (10) angeschlossen ist. Der Boden des Hauptsilo­ raums (6) ist außerhalb der Kammerwand (5) ringförmig. Er ist flach und schwach zur Silomitte hin geneigt. Betonsättel (11) sind radial in gleichem Umfangsabstand darauf angeordnet, die mit konstantem, gleichschenkligem Querschnitt parallel zur schwach geneigten Bodenfläche verlaufen und seitlich Gleit­ flächen (12) aufweisen, die keine Belüftungseinrichtungen (18) aufweisen und einen Neigungswinkel von 60 Grad zur Umfangs­ richtung haben. Sie sind jeweils mittig zwischen zwei Kammer­ öffnungen (7) vorgesehen.

Je zwei Sättel (11) schließen einen flachen Bodenteil (13) ein, der mit Belüftungseinrichtungen (18) versehen ist, die über eine nicht dargestellte Schalteinrichtung an ein Gebläse (14) anschließbar sind, so daß sie im Wechsel in geeigneter Reihenfolge mit Druckluft gespeist werden können.

Auch der Boden der Mischkammer (4) ist mit Belüftungseinrich­ tungen, die an ein Gebläse (15) angeschlossen sind ausge­ rüstete, um sektorweise zur Bildung einer umwälzenden Homogenisierungsbewegung mit Druckluft versorgt werden zu können.

Die in Umfangsrichtung gemessene Breite der flachen Bodenzonen (13) nimmt im dargestellten Beispiel von innen nach außen auf etwa das Doppelte zu. Demnach liegt der Belüftungsschwerpunkt außerhalb der in radialer Richtung gemessenen Mitte dieser Flächen, wodurch die Bildung von außen liegenden Mischtromben und der Abzug des außen liegenden Guts begünstigt werden.

Das aus dem Hauptsiloraum in die Kammer abfließende Gut erfährt durch die Sättel (12) eine Bündelung, die Energie­ verzehr durch unerwünschte Querströmungen ausschließt und sich in höherer kinetischer Energie des in die Kammer einströmenden Materials äußert und dadurch der dort umgesetzten Mischenergie zugute kommt.

Die Sättel können in herkömmlicher Technik hohl oder massiv ausgeführt werden. Ihr Bauaufwand ist im Vergleich mit her­ kömmlichen nach außen breiter und höher werdenden Sättel von Vorratssilos gering, weil ihr Volumen wesentlich geringer ist.

Der in Fig. 1 rechts im Schnitt erscheinende Sattel ist hohl ausgeführt, wobei sein Hohlraum eine Entlüftungsleitung (16) enthält oder selbst als Entlüftungsverbindung ausgeführt, die zu einer an der Silowand nach oben geführten Entlüftungs­ leitung (17) führt.

Die einfache und verhältnismäßige kleine Form der Sättel hat den Vorteil, daß sie nicht nur an Ort und Stelle hergestellt, sondern auch ganz oder in Teilen vorgefertigt werden können.

Claims (9)

1. Mischsilo für Schüttgut mit einer zentrischen Abzugskammer (4), die mit dem Hauptsiloraum (6) durch am Boden über den Kammerumfang verteilt angeordnete Kammeröffnungen (7) ver­ bunden ist, wobei der mit Belüftungseinrichtungen (18) ausgestattete Boden des Hauptsiloraums in Sektionen auf­ geteilt ist, die zur Bildung von wechselnden Misch- und die Abzugstromben im Hauptsiloraum gesondert belüftbar und durch die Gut- bzw. Luftbewegung in Umfangsrichtung hem­ mende Sperren voneinander getrennt sind, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die als Sättel (11) mit seitlich abfallenden, unbelüfteten Gleitflächen (12) ausgebildeten Sperren mit etwa konstanter Höhe und Breite zwischen der Kammer (4) und der Außenbegrenzung (1) des Hauptsiloraums (6) durchgehend angeordnet sind und im Verhältnis zu den zwischen ihnen liegenden, flachen, belüftbaren Bodenteilen (13) eine beträchtliche Bodenfläche einnehmen, nämlich mindestens etwa 1/5 von deren Bodenfläche.

2. Silo nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sättel (11) einen konstanten Querschnitt über den flachen Bodenteilen (13) aufweisen.

3. Silo nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sättel horizontal verlaufen.

4. Silo nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die in Umfangsrichtung gemessene Breite der flachen Bodenteile (13) von innen nach außen auf mindestens das Eineinhalbfache anwächst.

5. Silo nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite auf etwa das Doppelte anwächst.

6. Silo nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Erstreckung der flachen Bodenbereiche (13) in derselben Größenordnung liegt wie ihre mittlere Breite.

7. Silo nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die in Umfangsrichtung gemessene Breite der flachen Bodenteile (13) in Kammernähe nicht kleiner als etwa 1 m ist.

8. Silo nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Gleitflächen (12) sanft geneigt sind.

9. Silo nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß wenigstens einer der Sättel (11) eine Entlüftungsverbindung von der Kammer (4) zu einer außenliegenden Entlüftungsleitung (17) enthält.