DE8901136U1

DE8901136U1 - Schüttgutbehälter mit Auslauftrichter

Info

Publication number: DE8901136U1
Application number: DE8901136U
Authority: DE
Original assignee: Bergwerksverband GmbH
Current assignee: Bergwerksverband GmbH
Priority date: 1989-02-02
Filing date: 1989-02-02
Publication date: 1989-04-20
Also published as: WO1990008712A1; DE59000413D1; EP0456750A1; US5181633A; JPH04500791A; EP0456750B1

Description

BERGWERKSVERBÄMD'GMBH VERSUCHSBETRIEBE DER BERGBAU-FORSCHUNG

4300 EtMn 13 (Kray)

Frora.FiKh«-W»g il Tttofon (0201) 105-1

31. Januar 193'9 ZV-PW 2/Stl-Du

Schüttgutbehälter mit Auslauftrichter

Schüttgutbehälter mit Auslauftrichter, in ii,em mittig fein Verteilerkonus angeordnet ist, der von Gleitelementen umgeben ist, sind aus der Druckschrift "Reisner et al, Silos und Bunker fik- die Schüttgutspeicherung, Trans Tech Publications 1971, Seiten 90 und 91", bekannt.

Als Gleitelemente sind bei diesem bekannten Schüttgutbehälter mit Auslauftrichter vier geneigte Gleitplatten vorgesehen, die einem zentrisch angeordneten Verteilerkegel zugeordnet sind. Die Neigung der Platten wird um etwa 10 % größer gewählt als der Böschungswinkel des Schüttgutes. Ihre Anzahl hängt von der BunkergröQe und von der Korngröße des Schüttgutes ab. Der Plattenabstand soll mindestens dem dreifachen maximalen Korndurchmesser entsprechen. Erreicht werden soll mit dieser Anordnung eine gleichmäßige Absenkung des darüber liegenden Schüttgutes. Es hat sich jedoch gezeigt, daß sich bei dem bekannten Schüttgutbehälter mit Auslauftrichter die Hauptprobleme, die bei der Bunkerung von Schüttgütern auftreten, wie das Blockieren der Auslauföffnung durch Brückenbildung, das Anbacken an den ßunkerwänden, das Bilden von toten Zonen und damit eine Verminderung der Bunkereffektivität, nicht vollständig vermeiden lessen.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäßen Schüttgutbehälter mit Auslauftrichter dahingehend weiterzuentwickeln, daß Brückenbildungen über der Auslauföffnung, Anbackungen an den Bunkerwänden und Ausbildungen von toten Zonen zuverlässig vermieden werden.

Ausgehend von einem Schüttgutbehälter mit Auslauftrichter der gattungsgemäßen Art wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Weitere Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen 2 bis 7 niedergelegt.

Bei den erfindungsgemäßen Schüttgutbehältern mit Auslauftrichtern läßt sich das Schüttgut ohne jegliche Muldenbildung abziehen. Das Schüttgut senkt sich über den gesamten Querschnitt gleichmäßig ab. Dies gilt insbesondere auch für das Schüttgut aus den Randbereichen, da sich unterhalb der unten geöffneten hohlen Gleitkörper ein freier Böschungswinkel ausbilden kann, d-jr das Nachströmen des Schüttgutes im Außenbereich begünstigt, so daß es dort nicht zu Verdichtungen in Folge eines Druckaufbaues kommt. Durch die Vergleichmäßigung des Fließverhaltens im gesamten Querschnittsbereich werden Blockierungen der Aus-/' lauföffnungen durch Brückenbildung ebenso vermieden, wie An- : backungen an den Bunkerwänden und die Bildung von toten Zonen.

Die Verglaichrnäßigung des Fließverhaltenö kann noch dadurch

·' verbessert werden, daß in die uilen offenen Hohlräume der Gleit·

körper Gas die Fluidisierungsmittel eingeleitet wird. Durch - die Fluidisierungswirkung wird die innere Reibung der Schütt-

7' gutpartikel vermindert.

Die Verglelchmäfligung des FlieGverhaltens wird sowohl bei zylindrischen Schüttgutbehältern mit kegelförmigen Abzugstrichtern sowie Einbauten, als auch bei Schüttgutbehältern mit rechteckigen oder quadratischen Querschnitten erzielt. Die in rechteckigen oder quadratischen Behältern üblicherweise auftretenden Beeinträchtigungen im Bereich der Kantenwinkel der Trichterwände, die zu Fließverzögerungen oder sogar zu toten Zonen führen können, werden bei der erfindungsgemäOen Ausgestaltung nicht beobachtet.

Zweckmäßig werden die Einbauten durch Halterungen im Auslauftrichter fixiert. Es sind aber auch andere Fixierungen, beispielsweise über Seilaufhängungen,

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung kann der Gleitkörper bei querdurchströmten Schüttgutbehältern an der Gasaustrittsseite ohne äußere Seitenwand ausgestaltet werden, um dadurch dem veränderten Schüttgutverhalten gegenüber einem von unten durch strömten Schüttgutbehälter Rechnung zu tragen.

Gemäß einer anderen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Schütt gutbehälters mit Abzugstrichter können die äußeren Seitenwände auf einer oder auch auf mehreren Seiten eines quadratischen oder rechteckigen Behälters verschieblich ausgestaltet werden, beispielsweise mit Hilfe einer verschieblichen Wand, um das Schüttgutverhalten unterschiedlicher Schüttgüter durch Verkürzen oder Verlängern der äußeren Seitenwand steuern zu können.

Die Erfindung ist insbesondere für folgende Anwendungszwecke geeignet:

- Adsorptionsbehälter für die Rauchgasentschwefelung bzw. -entstickung

- Desorptionsbehälter für die Regeneration von Adsorptionsmitteln

- Trocknungsbehälter (&zgr;. &Bgr;. von Getreide)

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung und eines Ausführungsbeispieles näher beschrieben.

In der Zeichnung zeigen: Die Fig. 1 und 2 einen zylinderförmiqen Schüttgutbehälter

mit kegelförmigem Auslauftrichter in einer längsgeschnittenen und in einer quergeschnittenen Darstellung.

Die Fig. 3 und 4 eine abgeänderte Ausführungsform des Gegenstandes der Figuren 1 und 2 mit einem quadratischen Schüttgutbehälter.

Fig. 5 einen Längsschnitt durch einen querdurch

strömten Schüttgutbehälter mit einer abgewandelten Gleitkörperausbildung.

Fig. 6 in quergeschnittener Darstellung einen Aus

lauftrichter eines Schüttgutbehälters mit rechteckigem Querschnitt.

Fig. 7 ein Diagramm zur Darstellung der Abhängig

keiten der Höhen der Seitenwände vom Neigungswinkel.

Fig. 8 die Ausgestaltung des Gleitkörpers des Ge

genstandes der Figur 6 in einer raumbildlichen Darstellung.

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In dpn Figuren 1 und 2 ist ein erfindungsgemäßer Schüttgutbehälter 1 in zylindrischer Auegestaltung dargestellt, an den ein Auslauftrichter 2 in kegelförmiger Ausbildung anschließt. In dem Auslauftrichter 2 ist ein als Doppelkegel ausgebildeter Verteilerkonus 3 untergebracht, dem ein kegeliger Gleitkörper 4 zugeordnet ist, der den mittig angeordneten Verteilerkonus 3 konzentrisch umschließt und über hier nicht dargestellte Halteelemente mit dem Gleitkörper 4 und dem Ausiaurtrichter 2 verbunden ist.

Der Gleitkörper 4 ist als Hohlkörper ausgebildet, der van drei Flächen umschlossen ist, nämlich von einer äußeren Seitenwand 8, einer inneren Seitenwand 9 und einer oberen Stirnwand 12. Auf der der oberen Stirnwand 12 gegenüberliegenden Seite ist der Gleitkörper 4 geöffnet.

Die Wände 8, 9 und 12 sowie auch die Begrenzungswände des Verteilerkonusses 3 sind parallel zur Wand des Auslauftrichters 2 ausgerichtet und weisen somit einen gleich großen Neigungswinkel 6 auf.

Das Schüttgut wird aus dem Schüttgutbehälter 1 über einen Schüttgutauslauf 5 abgezogen, wobei sich im gesamten freien Querschnittsbereich eine ungehinderte Schüttgutströmung einstellt, wie sie durch die Strömungspfeile 11 dargestellt ist. Auf der offenen Seite des Gleitkörpers 4 bildet sich dabei eine Böschung 10 mit einem Böschungswinkel 7 aus. Überraschenderweise genügt es in der Regel, daß der Gleitkörper 4 unten geöffnet ist, um ein gleichmäßiges Abziehen des Schüttgutes aus dem Schüttgutbehälter 1 zu erreichen.

In den Figuren 3 und 4 ist ein Schüttgutbehälter 1 mit einem quadratischen Querschnitt abgebildet. Bei dieser Ausgestal-

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tung ist dem Auslauftrichter 2 eine Gasleitung IJ zugeordnet, die um diesen herumgeführt ist. Im oberen Bereich der vier Wendseiten des quadratischen Auslauftrichtere 2 sind mittig Halterungen 14 vorgesehen, an denen Stichleitungen der Gasleitung 13 befestigt sind, d\e an den Gleitkörper 4 anschließen. Wie aus Figur 3 ersichtlich ist, bewirkt das im Bereich der Böschung 10 austretende, durch Pfeile gekennzeichnete Gas OXMB u e f b 8 5 5 c &Ggr; ü &Pgr; Q u 6 &Ggr; FlUidiäierunQ Ci B 5 jCnüt tyüi-cö.

Der Gliitkörper 4 hat entsprechend der Geometrie des quadratischen Auslauftrichters 2 ebenfalls eine quadratische Querschnittsform mit vier äußeren Seitenwänden 8 und vier inneren Seitenwänden 9, die über vier Stirnwände 12 verbunden sind, Die äußeren Ceitenwände 8 sind kürzer als die inneren Seitenwände 9. In den Eckbereichen kann je eine Eckwand 8c (Fig. 4) vorgesehen sein, die jeweils zwei benachbarte Seitenwände 8 miteinander verbindet und kürzer ist als diese. Auf diese Weise wird dem Umstand Rechnung getragen, daß in den Eckbereichen, geometrisch bedingt, ein flacherer Neigungswinkel 6 (Fig. 1) als im Wandbereich vorliegt.

Figur 5 zeigt einen Schüttgutbehälter 1, der quer von einem Gas durchströmt wird. Die seitlichen Gasräume 16 bzw. 17 auf der Gaseinlaß- bzw. Gasauslaßseite sind gegenüber dem Schüttgut durch Jalousien 15 abgetrennt. Zwischen den Jalousien 15 bildet sich eine Böschung 10 aus.

Bei querdurchströmten Schüttgutbehältern 1 ist es erforderlich, um einen gezielten Schüttgutauslauf zu erreichen, die äußere Seitenwand 8 des Gleitkörpers 4 auf der Gasauslaßseite des Schüttgutbehälters 1 wegzulassen, wie dies in Figur 5 dargestellt ist, oder diese gegenüber der Seitenwand 8 auf der Gaseinlaßseite kürzer auszubilden (in der Figur nicht dargestellt). Bei einer solchen Ausgestaltung wird den geänder-

ten Gasströmungsbedingungen in einem querdurchströmten Schüttgutbehälter 1 optimal Rechnung getragen.

Um die für ein bestimmtes Schüttgut optimale Länge der äußeren Seitenwand 8 auf der Gaseinlaßseite des Behälters 1 zu ermitteln, kann es sich empfehlen, die äußere Seitenwand 8 al? äußere Schiebewand 8b auszubilden. Die Ausgestaltung als Schiebewand 8b ist jedoch nicht nur auf quer durchströmte Schüttgutbehälter 1 beschränkt, sondern auch als Steuerungselement für Schüttgutbehälter 1 geeignet, bei denen die Gasführung von unten nach oben erfolgt (z. B. gemäß Fig. 3).

In Figur 6 ist ein Auslauftrichter 2 eines Schüttgutbehälters 1 mit Rechteckquerschnitt in Draufsicht abgebildet, bei dem die Querwände des Gleitkörpers 4 mit 8, 9 und 12 sowie die Längswände mit 8a, 9a und 12a bezeichnet sind. In Versuchen hat sich gezeigt, daß die äußere Seitenwand 8 (Querwand) kürzer auszubilden ist als die äußere Seitenwand 8a (Längswand). In den Eckbereichen ist je eine Eckwand 8c vorgesehen, die wiederum kürzer als die Seitenwand 8 ist. Dabei wird, wie bereits erwähnt, dem Umstand Rechnung getragen, daß, geometrisch bedingt, dem jeweils größeren Neigungswinkel eine entsprechend kleinere Höhe der Seitenwand zugeordnet ist, vgl. das Diagramm gemäß Figur 7, dessen Werte auf ein Versuchsmodell zurückgehen.

Figur 8 zeigt einen Gleitkörper 4 für einen Schüttgutbehälter 1 mit rechteckigem Querschnitt in einer übersichtlichen raumbildlichen Darstellung. Sie enthält die Kennzeichnung der Höhen der äußeren Seitenwände, und zwar ist der äußeren Seitenwand 8a die Höhe A, der äußeren Seitenwand 8 die Höhe A' und der Eckwand 8c die Höhe B zugeordnet.

BEISPIEL

Ein Schüttgutbehälter 1 mit Auslauftrichter 2, der mit einem
neuerungsgemäßen hohlen Gleitkörper 4 und Verteilerkonus 3
ausgerüstet ist, wurde als Plexiglasmodell erstellt. Es weist einen rechteckigen Querschnitt auf und ist als Gegenstrouadsorber konzipiert, daß heißt die verschiedenen untersuchten
Schüttgüter konnten sowohl ohne als auch mit einem Luftgegenstrom betrieben werden, wobei die Luft über den hohlen Gleitkörper 4 in den Gegenstromadsorber eingetragen worden ist.

Die Abmessungen des Modells waren folgende:

Die Gesamthöhe lag bei rund 40 cm, davon betrug die Trichterhöhe 13 cm. Die Länge des Behälters betrug rund 18 cm und die Breite war rund 12,5 cn.

Die im Auslauftrichter 2 untergebrachten Einbauten (Gleitkörper 4 und Verteilerkonus 3) hatten eine Höhe von rund 7 cm,
eine Gesamtbreite von rund 8 cm und eine Gesamtlänge von rund 12,5 cm.

Die äußere Seitenwand 8a hatte einen Neigungswinkel von 21,5 % und war rund 6 cm hoch. Die äußere Seitenwand 8 hatte einen
Neigungswinkel von 30° und war rund 4 cm hoch und die Eckwand 8c wies einen Neigungswinkel von 35° auf und war rund 2,5 cm
hoch.

Die Versuche wurden mit zylindrischen Schüttgütern unterschiedlicher Größe und unterschiedlicher Art durchgeführt:

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Aktivkoks

Zeolith

Kunststoffgranulat

D = 2,0 mm D = 1,7 mm D = 2,0 mm

Länge = 3 mm Länge = 2-4 mm Länge = 2 mm

Beim Abziehen der verschiedener:· Schüttgüter aus dem Schüttgutauslauf 5, der 2 &khgr; 2,5 cm groß war, stellte sich über den gesamten Querschnitt des Modells ein stetiger Massenfluß ein, daß tieißt, die Oberfläche des sich absenkenden Schüttgutes blieb horizontal. Im Bereich des Auslauftrichters 2 wurde ebenfalls im gesamten Querschnittsbereich ein Massenfluß erreicht, der auch in den Wandecken über den gesamten Bereich des Kantenwinkels keine toten Zonen erkennen lieCH.

Unterschiede hinsichtlich des FließverhaAtens der verschiedenen Schüttgüter konnten nicht beobachtet werden.

Das gleiche Flieüverhalten zeigte sich auch, wenn über die Gleitkörper 4 Luft aufgegeben wurde, was für Gegenstromadsorber wichtig ist. Solange die Luftgeschwindigkeit ausreichend weit unterhalb der Geschwindigkeit blieb, bei der sich eine Wirbelschicht ausbildet, zeigte sich keine Störung des gleichmäßigen Massenflusses.

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BEZUGSZEICHENLISTE

1 Schüttgutbehälter

2 Auslauftrichter

3 Verteilerkonus

4 Gleitkörper

5 Schüttgutauslauf

6 Neigungswinkel

7 Böschungswinkel

8 äußere Seitenwand 8a äußere Seitenwand 8b äußere Schiebewand 8c Eckwand

9 innere Seitenwand 9a innere Seitenwand

§ 10 Böschung

11 Strömungspfeil Schüttgut

12 obere Stirnwand

ti 12a obere Stirnwand

13 Gasleitung

*' 14 Halterung

"; 15 Jalousien

einströmsei tiger Gasraum

&ngr; 17 ausströmseitiger Gasraum

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Claims

BERGWERKSVERBANtTGMSH

VBI8UCHSBBTRI6B6 DBR BEROBAU-FORSGHUNO

4300 &Igr;&igr;«·&eegr; 13 (Kray)

T.l»(on (0201) 10S-1

3J . Januar 1989 ZV-PV 2/Stl-Du

Schüttgutbehälter mit Auslauftrichter

Ansprüche:

Schüttgutbehälter mit Auslauftrichter, in dem raittig ein Verteilerkonus angeordnet ist, der von Gleitelementen umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitelemente zu einem unten offenen hohlen Gleitkörper (4) zusammengefügt sind, der aus inneren Seitenwänden (9, 9a), äußeren Seitenwänden (&THgr;, 8a, 8b) und diese verbindenden Stirnwänden (12) besteht, wobei die Seitenwände (8, 8a, 8b, 9, 9a) parallel zu den Wänden des Auslauftrichtere (2) verlaufend angeordnet sind und die äußeren Seitenwände (8, 8a, 8b) ein kürzeres Höhenmaß (A, A¹) als die inneren Seitenwände (9, 9a) haben, sowie Verteilerkonus (3) und Gleitkörper (4) miteinander verbunden und über Halterungen (14) im A"slauftrichter (2) fixiert sind.
2. Schüttgutbehälter mit Auslauftrichter nach Anspruch 1, da durch gekennzeichnet, daß der Gleitkörper (4) an eine Gas leitung (13) angeschlossen ist.

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3. Sehüttgutbehälter mit Auslauftriehter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet» daß Verteilerkonus (3) und Gleitkörper (4) kegelförmig ausgebildet sind.
4. Schüttgutbehälter mit Auslauftrichter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Verteilerkonus (3) und Gleitkörper (4) einen rechteckigen oder quadratischen Querschnitt haben.
5. Sehüttgutbehälter mit Auslauftrichter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleitkörper (4) durch Halterungen (14) im Auslauftrichter (2) fixiert ist.
6. Schüttgutbehälter mit Auslauftrichter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleitkörper (4) in einem querdurchströmten Sehüttgutbehälter (1) nur mit rechteckigem oder quadratischem Querschnitt gaseintrittsseitig eine äußere Seitenwand (8) aufweist.
7. Sehüttgutbehälter mit Auslauftrichter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleitkörper (4) verschiablich ausgestaltete äußere Seitenwände (Bb) aufweist.

B. Schüttgutbehälter mit Auslauftrichter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1, 2 und 4 bis 7, dadurch gekennzeich-

JJ₁^t₁, daß die Mufleren SeitenwMnde (
8, Ba, 8b) im Eckbeteich der Gleitkörper (4) durch Eokwände (Bc) verbunden sind.
9. Schüttgutbehälter mit Auslauftrichter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daG die Höhen (A, A¹, B) der äußeren Seitenwände (8, 8a, 8b) bzw. Eckwände (8c) um so kürzer ausgebildet sind, je größer der zugehörige Neigungswinkel (6) ist.