DE3727767A1 - Schuettgutsilo mit pneumatischer entleerung und entluefteter auslaufkammer - Google Patents

Description

Verfahren zur Entleerung staubförmiger und feinkörniger Schüttgüter aus einem Silo mit einem kegelförmigen Siloboden im Zentrum und einen konzentrisch zwischen Silowand und Kegel ange­ ordneten, zum Auslauf geneigten, mit Fluidisiereinrichtungen belegten Siloboden.

Derartige Silos werden beispielsweise zur Lagerung von Rohmehl, Zement, Flugasche, Kohlenstaub und Gips verwendet. Bekannte Ent­ leerungseinrichtungen dieser Art gehen aus den deutschen Auslege­ schriften 23 52 455 und 25 47 667 hervor. Derartige Silos haben im Zentrum einen kegelförmigen Siloboden, an dem das absinkende Schüttgut entlang in die äußere Ringbodenzone gleitet. Der ringförmige Siloboden zwischen Zentralkegel und Siloaußenwand ist zu den jeweiligen Auslaßöffnungen hin geneigt und mit Auf­ lockerungseinheiten bestückt. Es ist vorgesehen, daß durch die Belüftung des Schüttgutes in der Bodenzone ein Abfluß in Richtung der Auslauföffnungen erfolgen soll.

Dieses gelingt leider nur sehr unvollkommen, weil sich durch den hohen Verdichtungsdruck der gesamten Schüttgutsäule im Silo das Gut dermaßen verdichtet, daß die Auflockerungsluft am Siloboden nur in unmittelbarer Nähe des Auslaufes selbst wirksam wird. Da die Luft nicht durch das Schüttgut im Silo nach oben ent­ weichen kann, muß die gesamte Auflockerungsluftmenge durch die Abzugsorgane zusammen mit dem Schüttgut entweichen.

Während des Entleerungsvorganges gerät nur unmittelbar über der Auslauföffnung die darüber stehendeSchüttgutsäule in Bewegung. Diese Säule nimmt eine sich nach oben zum Schüttgutspiegel hin nur allmählich vergrößernde Trombenform an. Dies hat zur Folge, daß in den toten, an der Bewegung nicht beteiligte Zonen im Silo das Gut über längere Zeit, manchmal über Jahre, sich stark ver­ dichtet und verklumpt. Wird im Bedarfsfall ein Silo nahezu entleert, d. h. der Schüttgutspiegel wird weiter heruntergefahren, dann lösen sich allmählich aus den bisher passiven Silozonen Schüttgutschichten die dann meist in Form von Klumpen sich der Auslaufzone nähern und zur Verstopfung dieser Zone beitragen.

Auch die sehr aufwendige Anordnung einer Vielzahl von Auslauf­ stutzen mit angeschlossenen Dosiergeräten ist nicht in der Lage die passiven Silozonen zu verhindern.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine energiesparende, wartungsfreund­ liche und zuverlässige Siloentleerungseinrichtung zu schaffen, bei der das im Vorratsraum des Silos gelagerte Schüttgut in Form eines "Massenflusses", d. h. über den Querschnitt gleichmäßig nach unten absinkt, wodurch tote oder passive Zonen im Silo ausgeschlossen werden.

Dieses wird dadurch erreicht, daß in einem anfangs beschriebenen Silo das Schüttgut auf einem zweiten, höher liegenden, zwischen Silo­ wand und Kegelboden angeordneten Siloboden gelagert und im Massen­ fluß über in diesem Boden radial angeordneten Schlitzen in Inter­ vallen in die darunter liegende, druckentlastete Auslaßkammer gelangt, durch die es zum Auslauf fließt. Für alle Flächenbereiche des Silobodens entsteht ein gleicher Druckverlust für die am Boden aktivierte Fluidisierschicht, weil durch die Vielzahl radial angeordneter Schlitze durch diese senkrecht gerich­ teter Massenfluß in die darunter befindliche Auslaufkammer ein­ setzen kann. Es sind nur geringe Luftimpulse mit einem Bruchteil an Energieaufwand, verglichen mit herkömmlichen pneumatischen Siloentleerungen, erforderlich. Die Schlitze übernehmen die Funktion indirekter Siloausläufe und übergeben das Schüttgut auf kürzestem Wege mit eben geringstem Druckverlust in die Auslaßkammer.

Diese Auslaßkammer wird überraschenderweise auch während der Auf­ lockerungsimpulse am darüber befindlichen Siloboden nicht überfüllt. Durch Überdeckungen der Schlitze und den senkrechten Schüttgutfluß hemmende Einbauten werden Widerstände vorgesehen, die vor allem nach Beendigung der kurzzeitigen Impulsbelüftung den Entlüftungs- und Reibschlußvorgang im Schüttgut intensiv unterstützen und somit den Nachlauf in die Auslaßkammer unterbinden. Das Volumen der Kammer ist so bemessen, daß ein ausreichendes Auf­ nahmevermögen vorliegt.

Die Entlüftung der Kammer sorgt für einen Druckausgleich zum freien Silooberraum. Da die Entspannungswege des aufgelockerten Schüttgutes auf dem obenliegenden Ringsiloboden für alle Flächenbereiche gleich und durch die mit geringen Abständen vorgesehene Schlitzanordnung äußerst kurz sind, genügt es beispielsweise für eine Zementauflocke­ rung mit nur 200 bis 300 mbar Druckdifferenz der Druckluft den Reibschluß zu lösen. Herkömmliche Siloentleerungen bei denen das Schüttgut längere horizontale Fließwege bis zum gedrosselten Siloauslauf zurücklegen muß, macht es erforderlich mit Druckdifferenzen von 400 bis 800 mbar die Verdichter auszulegen. Es gibt sogar seit kurzer Zeit auch Entleerungssysteme die mit Druckdifferenzen bis 7,5 bar für die Auflockerung in Vorrats­ silos arbeiten, siehe hierzu die Zeitschrift Zement Kalk Gips Nr. 11/86. Hier wird auf den Seiten 596 und 597 eine Siloanlage mit einem Durchmesser von 18 Metern für Zement beschrieben.

Der erheblich größere Energieaufwand ergibt sich aus den vorbe­ schriebenen starken und vor allem auch ungleichen Schüttgut­ dichten in verschiedenen Silozonen. Aus der Schüttgutpraxis ist hinlänglich bekannt, daß bei längeren Lagerzeiten, also mehreren Monaten oder Jahren, auch mit verstärkter Druckenergie entstandene ungleiche Schüttgutdichte am Siloboden nicht aufzulösen ist. Diese aus der Praxis bekannten Nachteile werden von der erfindungs­ gemäßen Lösung ausgeschlossen, weil eben flächengleicher Massenfluß stattfindet.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht in der Qualitätsverbesserung des eingelagerten Schüttgutes durch den verstärkten Massenaustausch innerhalb der produzierten Massenfluß­ tromben. Während bei Durchlaufmischsilos gem. den Auslegeschriften 23 52 455 und 25 47 667 die produzierten Mischtromben aus einem langen, engen Trombenhals und einer in Gutsspiegelhöhe befindlichen Trombentulpe bestehen, sind Massenflußtromben vergleichbar mit auf dem Kopf stehenden Kegelstumpfformen. Die Basisfläche erstreckt sich in ihrer Wirkung über die tatsächliche Fläche der Auflockerungssek­ tion. Durch die wechselnde Belüftung der Auflockerungssektionen und die beschriebene räumliche Ausdehnung der Massenflußtromben werden während der Gutsentnahme ineinandergreifende Fließprofile über den gesamten Siloinhalt wirksam. Starke Zusammensetzungs­ schwankungen können nicht mehr, wie bei den bekannten Silotypen zum Siloaulauf durchschlagen sondern gedämpft werden. Der obenliegende Boden ist also der eigentliche Funktionsboden für den beschriebenen vorteilhaften Verfahrensablauf. Die Auflocke­ rung erfolgt zweckmäßig durch Luftförderrinnen.

Die über den Schlitzen angeordneten Hauben bzw. Böschungen ver­ hindern eine Kurzschlußförderung in die Auslaßkammer, weil das nicht belüftete Gut, verdichtet durch Abstützung an Silowand und Siloboden, außerstande ist Reibschlußkräfte der Ruhe in horizontal­ geichtete Bewegungskräfte umzusetzen.

Der Boden der Auslaßkammer wird permanent belüftet im Gegensatz zu den Sektionen des darüber befindlichen Bodens.

Es kann auch vorteilhaft sein zusätzliche, den Schüttgutfluß hemmende Einbauten vorzusehen. Diese Einbauten werden direkt in die Schlitze des oberen Bodens eingebaut. Es können Luftförderrinnen, Auflockerungs­ rohre oder auch z. B. schwenkbare Prallplatten Verwendung finden. Einerseits können die Durchlaufwiderstände erhöht und andererseits wieder verringert werden, je nach vorliegendem Betriebszustand. Die Querschnitte der Schlitze werden konstruktiv so ausgebildet, daß Verstopfungen vermieden werden. Bei Betonböden erweitern sich die Schlitze nach unten in jedem Fall, bei Stahlkonstruktionen kann gegebenenfalls darauf verzichtet werden. Bei entsprechender Ausbildung und Absicherung der beschriebenen Prallplatten können diese auch benutzt werden den oberen Boden zu verschließen, um im Bedarfsfall die Auslaßkammer auch bei gefülltem Silo zu inspizieren. Es ist auch für bestimmte Schüttgüter und Silogrößen denkbar die Schlitzabdeckungen durch entsprechende Anordnung der auf dem oberen Boden vorgesehenen Luftförderrinnen direkt vorzunehmen.

Für Schüttgüter mit guten Fließeigenschaften und vorteilhaften Lagerungsbedingungen kann die Auflockungsfläche des oberen Bodens auch halbiert werden in dem Böschungen als Betongleiter sich mit den Auflockerungssektionen abwechseln.

In einer vorteilhaften Ausbildung überdecken diese gleich die Schlitze.

In der Regel genügt es jeweils nur eine Auflockerungssektion auf dem oberen Boden durch einen kurzen Luftimpuls zu erregen. Der Impulstakt richtet sich nach der Höhe der vom Silo entnommenen Mengenstromes aber auch nach dem Fließverhalten des Schüttgutes. Der Füllzustand der Auslaufkammer wird durch den Gegendruck im Belüftungssystem angezeigt und kann deshalb auf einfache Weise als Steuerungs- bzw. Kontrollgröße benutzt werden.

Die konstruktive Ausgestaltung des Silobodens ermöglicht es den Aufwand für Füllbeton sehr niedrig zu halten und nur durch Einziehen des oberen Bodens eine Auslaufkammer ohne Mehraufwand zum vergleichbaren Stand der Technik entsteht.

Die einfache Betriebsweise der Massenfluß-Siloentleerung ist schließlich auch durch nur zwei Siloauslaufstutzen mit entsprechen­ den Absperr- und Dosiereinrichtungen gekennzeichnet unabhängig wie groß der Silodurchmesser ausfällt. Die Anschlußförderung kann direkt von diesen Auslaufstutzen erfolgen, weil die Auslaufkammer gleichzeitig eine Sammel- und Verteilerfunktion übernimmt. Bei der Siloausführung gem. Auslegeschrift AS 25 47 667 ist hinter den Siloauslaufstutzen ein zusätzlicher Gutssammelbehälter mit weiteren Dosiereinrich­ tungen zwecks Verteilung auf Anschlußförderungen erforderlich.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung geht aus den Patent­ zeichnungen hervor.

Fig. 1 zeigt eine Querschnittsdarstellung des unteren Silobereiches.

Fig. 2 zeigt einen Horizontalschnitt oberhalb des zweiten Silobodens.

Fig. 3 zeigt einen vertikalen Querschnitt durch die im zweiten Siloboden angeordneten Schlitze mit entsprechenden Sperren.

Fig. 4 zeigt die gleiche Schnittdarstellung mit zwischen den Schlitzen angeordneten Böschungen.

Fig. 5 zeigt einen Radialschnitt durch den zweiten Siloboden in Höhe eines Schlitzes.

Fig. 6 zeigt einen horizontalen Querschnitt durch einen Schlitz im zweiten Siloboden mit einer verstellbaren Prallplatte.

Fig. 7 zeigt einen Vertikalschnitt in Umfangsrichtung durch die beiden Siloböden mit über vergleichsweise breiten Auslauf­ schlitzen angeordneten Böschungen, wobei die Auslauf­ schlitze keine zusätzlichen Sperren besitzen.

Fig. 8 zeigt einen senkrechten Radialschnitt durch die Siloböden mit einem Siloauslauf in der Auslaufkammer und einer Böschung in Seitenansicht oberhalb eines Auslaufschlitzes.

Fig. 9 zeigt einen Horizontalschnitt oberhalb des zweiten Silobodens mit wechselnd angeordneten Auflockerungs­ sektionen und die Auslaufschlitze überdeckende Böschungen bzw. Betongleiter.

Figurenbeschreibung

In der Fig. 1 ist der Siloraum 18 von einer kreisförmigen Silowand 20 und einem Siloboden mit zentrisch angeordneten Kegel 16 sowie dem ringförmigen Boden 9 begrenzt. Ein zweiter Boden 1 befindet sich in nur geringem Abstand oberhalb des Bodens 9. Der Boden 1 ist ringförmig und mit radial angeordneten, langlochähnlichen Auslaßschlitzen 2 versehen, durch die das Schüttgut in die Auslaßkammer 3 gelangt. Die Fließfähigkeit des staubförmigen Schüttgutes wird durch Veränderung des Dichte- bzw. Auflockerungszustandes infolge Belüftung oder Entlüftung der mit Luftdörderrinnen 11 belegten Sektionen 7 beeinflußt, Fig. 1 und Fig. 2. Der nur sehr schmale, ringkanalförmige Siloboden 9 ist mit Luftförderrinnen 10 belegt, die geneigt bis zu den Auflaufstutzen 12 und angrenzenden Absperr- und Dosiereinrichtungen 13 verlaufen.

Oberhalb der Auslaßschlitze 2 befindet sich in einer Aus­ führungsform gem. Fig. 1, Fig. 3 Abdeckplatten 19. In einer weiteren Ausführungsform zur Abdeckung der Auslaßschlitze 2 können auch die auf dem Boden 1 verlegten Luftförderrinnen 11 herangezogen werden, wie es in der unteren Hälfte des Horizon­ talschnittes der Fig. 2 gezeigt wird.

Die Auslaßkammer 3 ist zur Entlüftung durch Rohre 8 mit dem Silooberraum verbunden. Zwecks Beeinflussung des Massenflusses 17 können in die Auslaß­ schlitze 2 zusätzlich Luftförderrinnen 4 oder drehbare Auflocke­ rungsrohre 5 eingebaut werden, Fig. 3, Fig. 4. Die Querschnitte der Auslaßschlitze 2 im Boden 1 sind bei den Ausführungen gem. Fig. 1, 2, 3 und 4 gekennzeichnet durch eine sehr geringe Breite, eine relativ große Länge und im vertikalen Querschnitt eine stark nach unten verlaufende, konische Erwei­ terung. Bei Reduzierung des Auflockerungsumfanges z. B. der Luftförderrinnen 11 auf dem Boden 1 ist es möglich Böschungen 14 im Wechsel zwischen den einzelnen Auslaßschlitzen 2 vorzusehen.

In einer weiteren Ausführungsform sind in den Fig. 5 und 6 die Auslaßschlitze 2 ebenfalls nach unten erweitert und durch verstellbare Prallplatten 6 von unten abdeckbar. Eine andere Art der kontrollierten Massenflußverwirklichung besteht darin, die Auslaßschlitze 2 in ihrer lichten Breite vergleichsweise groß auszubilden und die Abdeckelemente gleich in Form von Böschungen bzw. Betongleitern 14 auszubilden, Fig. 7 und Fig. 8. Die Überdeckungen der Luftförderrinnen 11 duch die Böschungen 14 können leicht so gewählt werden, daß die nach Auflockerungsende verbleibenden Restböschungen im Schüttgut die Ablaufkanten der Auslaßschlitze 2 nicht erreichen.

Eine Inspektion der Auslaßkammer 3 ist durch die konstruktiv aus­ zubildenen Sicherheitsstutzen 15, Fig. 1 und Fig. 8 möglich.

Claims (18)

1. Verfahren zur Entleerung staubförmiger und feinkörniger Schüttgüter aus einem Silo mit einem kegelförmigen Siloboden im Zentrum und einem konzentrisch zwischen Silowand und Kegel angeordneten, zum Auslauf geneigten, mit Fluidisiereinrichtungen belegten Siloboden, dadurch gekennzeichnet, daß das Schüttgut auf einem zweiten höher liegenden, zwischen Silowand und Kegel­ boden angeordneten Siloboden (1) gelagert und im Massenfluß über in diesem Boden radial angeordneten Schlitzen (2) in Intervallen in die darunter liegende druckentlastete Auslaßkammer (3) gelangt, durch die es zum Auslauf fließt.

2. Silo für staubförmige und feinkörnige Schüttgüter mit einem kegelförmigen Siloboden im Zentrum und einem zentrisch zwischen Silowand und Kegelboden angeordneten, schwach zum Auslauf geneigten, mit Fluidisiereinrichtungen belegten Siloboden, dadurch gekennzeichnet, daß im Abstand über dem konzentrischen Siloboden (9) ein zweiter Boden (1) zwischen Kegelboden und Silowand angeordnet ist mit einer Vielzahl radial angeordneter Schlitze (2) und in Umfangsrichtung hieran angrenzender Fluidisiereinrichtungen und der Raum unter dem zweiten Boden, die Auslaßkammer (3), mit einer Entlüftungsleitung (8) verbunden ist.

3. Silo nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß über den Schlitzen (2) im Abstand Hauben (19) angeordnet sind, die diese Schlitze und teilweise den seitlich angrenzenden Bereich überdecken.

4. Silo nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den Schlitzen (2) den Schüttgutfluß hemmende Einbauten (4, 5, 6) vorgesehen sind.

5. Silo nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als hemmende Einbauten offene Luftförderrinnen (4) angeordnet sind.

6. Silo nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als hemmende Einbauten ein um seine Längsachse drehbarer runder Körper (5) mit an der Umfangsfläche angeordneten Stegen vor­ gesehen ist.

7. Silo nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als hemmende Einbauten eine über die Länge eines Schlitzes unterhalb des Schlitzes angeordnete Prallplatte (6) vorgesehen ist, die um eine parallel zum Schlitz angeordnete Achse drehbar ist.

8. Silo nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Seitenwände der Schlitze (2) nach unten erweitern.

9. Silo nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Boden (1) in Umfangsrichtung mit Luftförderrinnen belegt ist.

10. Silo nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft­ förderrinnen (11) die Auslaufschlitze (2) teilweise überdecken.

11. Silo nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß über dem zweiten Boden (1) mindestens zwischen jedem zweiten Schlitz radial verlaufende, zu den Schlitzen geneigte Böschungen (14) vorgesehen sind.

12. Silo nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schüttgut über maximal zwei Sektionen (7) gleichzeitig fluidisiert wird.

13. Silo nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaufkammer (3) unter dem zweiten Boden (1) durch ein senkrecht zur Silodecke entlang der Silowand geführtes Rohr (8) entlüftet wird.

14. Silo nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaufkammer (3) mehrere Ausläufe (12) hat und das ihr Boden (9) zu jedem Auslauf hin geneigt ist.

15. Silo nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluidisierung des Schüttgutes über dem zweiten Boden (1) in Abhängigkeit des Druckes in den Fluidisiereinrichtungen (10) des Kammerbodens (9) gesteuert wird.

16. Silo nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumen der Auslaufkammer (3) vorzugsweise 2,5 bis 5% des gesamten Silovolumens beträgt.

17. Silo nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaufkammer (3) über eine Inspektionsöffnung (15) von außen zugänglich ist.

18. Silo nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauben (14) an ihrer Oberseite in Richtung der Fluidisiereinrichtungen (11) geneigt verlaufende Böschungen aufweisen.