EP0258820A1 - Vorrichtung zum Mischen von Schüttgut in einem Bunker - Google Patents

Vorrichtung zum Mischen von Schüttgut in einem Bunker Download PDF

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EP0258820A1
EP0258820A1 EP87112450A EP87112450A EP0258820A1 EP 0258820 A1 EP0258820 A1 EP 0258820A1 EP 87112450 A EP87112450 A EP 87112450A EP 87112450 A EP87112450 A EP 87112450A EP 0258820 A1 EP0258820 A1 EP 0258820A1
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EP
European Patent Office
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openings
closure member
mixing tube
bulk material
bunker
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EP87112450A
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EP0258820B1 (de
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Hans Dr. Brehm
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/80—Falling particle mixers, e.g. with repeated agitation along a vertical axis
    • B01F25/82—Falling particle mixers, e.g. with repeated agitation along a vertical axis uniting flows of material taken from different parts of a receptacle or from a set of different receptacles
    • B01F25/821—Falling particle mixers, e.g. with repeated agitation along a vertical axis uniting flows of material taken from different parts of a receptacle or from a set of different receptacles by means of conduits having inlet openings at different levels
    • B01F25/8211—Falling particle mixers, e.g. with repeated agitation along a vertical axis uniting flows of material taken from different parts of a receptacle or from a set of different receptacles by means of conduits having inlet openings at different levels by means of a central conduit or central set of conduits
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/71—Feed mechanisms
    • B01F35/717—Feed mechanisms characterised by the means for feeding the components to the mixer
    • B01F35/71805—Feed mechanisms characterised by the means for feeding the components to the mixer using valves, gates, orifices or openings
    • B01F35/718051—Feed mechanisms characterised by the means for feeding the components to the mixer using valves, gates, orifices or openings being adjustable

Definitions

  • the invention relates to a device for mixing pourable bulk material in a bunker according to the preamble of claim 1.
  • So-called static mixers can be used for mixing bulk material, in which the substances to be mixed are stored one after the other from above and drawn off simultaneously from different heights via corresponding channels in order to be fed to a common outlet.
  • it is known from German Utility Model No. 8436847 to provide a row of openings distributed over the entire length of the pipe on a pipe coaxially arranged in the bunker, through which various parts of the bulk material flow to the outlet and flow and flow as they flow mix together.
  • a mixer known from DE-1217756 works according to a similar principle, in which a height-staggered row of discharge openings is formed in the bunker by means of a plurality of coaxial tubes, through which various parts of the bulk material flow, which unite in a discharge part.
  • a disadvantage of this type of mixer is that the interior of the tube or tubes fills when no bulk material is removed, ie when the slide attached to the bottom of the bunker is closed. While the interior of the pipe or pipes fills up in this way, the mixing process and therefore the composition of the mixed bulk material changes, since this comes from layers that are always higher in the bunker when the filling level in the pipe or pipes rises.
  • Such a type of mixer is therefore unsuitable to be operated in batches, it has to be operated continuously, and the bulk material has to be removed faster than it is through the pipe or the Pipes flow to prevent them from filling up.
  • Pipes of a similar type are known in a bunker in connection with circulation by an air stream from US-3258252 and DE-1177458. From DE-1177458 it is also known to close the openings of the pipe when the air flow is stopped and to remove the pipe after the mixing process in order to pull bulk material out of the bunker.
  • a disadvantage of the device according to US-3258252 is that it requires a supply of compressed air for its operation.
  • this device cannot be operated in batches, i.e. it cannot be operated at all other than continuously, since otherwise the bulk material settles in the lower part of the device and cannot get back into the mixing circuit from there.
  • the device according to DE-1177458 has, in addition to the same disadvantage, namely that it requires a supply of compressed air for its operation, the further disadvantage that it has to be operated in batches, ie it cannot be operated continuously at all, since one has to pull off the Bulk material must remove the pipe.
  • Another disadvantage of this device is that the bulk goods must be removed completely from the bunker before the pipe can be reinserted into the bunker.
  • the device according to the invention it is achieved that there is never a standing column of bulk material inside the Mixing tube can form when the operation is stopped: the flow of the bulk material is namely shut off at the openings of the mixing tube, the bulk material contained in the interior of the mixing tube can still flow freely to the collecting funnel. For this reason, the effectiveness of the device (the "intensity" of mixing) remains the same whether the operation is continuous or batch, and there are no temporary changes when operation is stopped or resumed.
  • the effectiveness of the device is independent of the properties of the bulk material and in particular of its segregation and flow properties, because the flow of the bulk material at the openings of the mixing tube is automatically throttled when the bulk material begins to accumulate in the lower collecting funnel, so that also because of this, it can never form a standing column of bulk material inside the mixing tube.
  • the proportions of the simultaneous and regular removal of bulk goods from the various altitudes in the bunker always remain unchanged, both when the rate at which the bulk goods are withdrawn from the bunker is changed and when the properties of the bulk goods are changed on purpose or unintentionally. Production fluctuations which influence the bulk material therefore have no significant influence on the effectiveness of the device according to the invention when mixing free-flowing bulk material. It also follows from this that the device according to the invention is capable, with approximately the same effectiveness, of being applied to different substances with different bulk densities and grain sizes.
  • FIG. 1 shows a view of a device according to the invention in longitudinal section, the closed or open position of a closure member being illustrated on the left or right half of the longitudinal section.
  • a bunker 1 contains a free-flowing bulk material 2 that is to be mixed when it is drawn off.
  • the bulk material was filled in different batches with different properties, these batches are stacked on top of each other in the bunker and a homogeneously mixed composition is to be achieved when they are removed.
  • the bunker 1 is, for example, essentially cylindrical and is provided with a coaxially arranged conical base 3 and with a cover 15.
  • An outlet part 4 is arranged below the conical base 3, adjoining it and coaxially with it.
  • the outlet part 4 as shown, has a collecting funnel 5 in its lower part.
  • two level sensors 6 and 7 are arranged at the outlet part 4.
  • the fill level sensor 6 senses the exceeding of an upper limit of the fill level of the bulk material in the collecting funnel 5, and the fill level sensor 7 senses the falling below a lower limit of the fill level of the bulk material in the collecting funnel 5.
  • a fill level sensor 8 which senses when an upper limit of the fill level of the bulk material in the bunker 1 has been exceeded.
  • the level sensors 6, 7 and 8 work together with a control device 9 and an actuator 10 of a closure member 11, which is explained in more detail below.
  • Such level sensors, control devices and Steuerglie they are known per se and can be operated, for example, electrically or pneumatically. In the example of the device shown, these elements are operated electrically.
  • the arrow and path 12 indicate that the free-flowing bulk material 2 is fed to the bunker 1 at the upper part of the bunker 1, while the arrow and path 13 indicate that the free-flowing bulk material 2 from the bunker 1 at the lower part of the collecting funnel 5 is removed or flows off there.
  • a mixing tube 14 is arranged essentially at the entire height of the bunker 1 and coaxially with it, which is connected at its upper end to the cover 15 and at its lower end to the lower part of the conical bottom 3 of the bunker 1.
  • This mixing tube 14 has uniformly staggered openings 16, which are arranged, for example, spirally along the mixing tube 14, the bottom opening essentially at the conical bottom 3 of the bunker 1 and the top opening essentially somewhat higher than the fill level sensor 8, i.e. in the vicinity of the Lid 15 are arranged.
  • the openings 16 can be circular or substantially vertical slits, or any other suitable shape such as elliptical.
  • the closure element 11 already mentioned is arranged inside the mixing tube 14 or outside around the mixing tube 14. It is actuated by the actuator 10 already mentioned in order to controllably open or close the openings 16.
  • the preferred variant consists in arranging the closure member 11 in the interior of the mixing tube 14.
  • the closure member 11 is designed as a tube or as a ring segment, which is arranged in and concentric with the mixing tube 14 and by means of it of the actuator 10 is rotatable.
  • the tube can also be made in one piece or composed of a stack of ring segments fastened to one another.
  • the tubular closure member 11 has openings 17 which match and align in pairs with the openings 16 of the mixing tube 14 at a certain rotational position of the closure member 11, so that the free-flowing bulk material 2 in this rotational position of the closure member 11 through the openings 16 and 17 into the interior of the Pipe pair 11, 14 and can flow towards the axis thereof, which is shown with the reference numeral 2 ⁇ .
  • closure member 11 If the closure member 11 is rotated from this "open” position by means of the actuator 10, this acts like a slide, ie the free cross section of the pair of openings 16, 17 is reduced and therefore there can only be a smaller flow of free-flowing bulk material 2 in this new one
  • the rotational position of the closure member 11 flows through the openings 16 and 17 into the interior of the tube pair 11, 14 towards the axis thereof.
  • a position is finally reached in which no free cross section of the openings 16 remains, ie the openings 16 are closed and no bulk material 2 flows off.
  • the control device 9 and the actuator 10 can cooperate with the closure member 11 in such a way that rotational positions of the closure member 11 are provided between two end positions, corresponding to the intermediate positions between the "open” and "closed” positions.
  • a variant of this training is shown on the left half of the figure.
  • the closure member 11 is moved vertically in the mixing tube 14 instead of being rotated therein as in the variant described above.
  • the closure member 11 On the right half of the figure, the closure member 11 is shown in its highest position in the mixing tube 14, while on the left half of the figure in FIG lowest position in the mixing tube 14 is shown. It can be seen that the relevant openings 16 ⁇ and 17 ⁇ in this lowest position of the closure member 11 in the mixing tube 14 no longer match and align, ie the openings 16 ⁇ are closed and no bulk material 2 flows off.
  • the control device 9 and the actuator 10 can cooperate with the closure member 11 such that the position of the closure member 11 is adjustable between two end positions, which corresponds to the intermediate positions between the "open” and "closed” positions.
  • the vertically moving closure member 11 can be limited to the effective parts thereof, that is to say to cylindrical sectors of the tube which are just a little wider than the openings 17, so that these cylindrical sectors of the closure member 11 are formed approximately like perforated channels .
  • such cylindrical sectors of the closure member 11 can be guided in the interior of the mixing tube 14 by rails which are fastened, for example, on the inside of the mixing tube 14.
  • such cylindrical sectors of the closure member 11 are preferably connected to one another by rods or struts, so that the sectors and the struts together form a framework that can be lowered into the mixing tube 14 from above and moved therein.
  • the closure member 11 ultimately consists of a framework which carries elements which, in relation to the openings 16 of the mixing tube 14, act like the movable part of a slide in relation to its fixed part.
  • the simplest cylindrical or prismatic shape can be given to the edge of the openings 16 and 17 or 16 ⁇ and 17 ⁇ , ie the surface surrounding these openings.
  • a shape can, for example, be frustoconical or truncated pyramid-shaped on part of the circumference or over the entire circumference, this shape tapering preferably on the mixing tubes (14) towards the closure element (11) and on the closure element (11) towards the mixing tube (14) .
  • the bulk material 2 flows or trickles through all openings 16 when these are partially or completely released by the closure member 11.
  • the bulk material 2 stored in the bunker 1 is thus withdrawn from all its layers or altitudes, at 2 ⁇ the bulk material flows in free fall as a uniform flow through the mixing tube 14.
  • intensive longitudinal mixing results from the fact that the bulk material is drawn off in the vicinity of the axis of the bunker 1 and thereby trickles radially from the periphery.
  • the fact that there is also a shift in height is reinforced by the combination of longitudinal and transverse mixing.
  • the level sensors 6, 7 and 8, the control device 9, the actuator 10 and the closure member 11 work together in a control loop in order to adjust the flow of the bulk material 2 through the openings 16 of the mixing tube 14.
  • the flow is switched off when the fill level of the bulk material 2 in the collecting funnel 5 exceeds an upper limit sensed by the filling level sensor 6, the bulk material 2 ′ contained in the interior of the mixing tube 14 still being able to flow freely to the collecting funnel 5.
  • the flow is again permitted through the openings 16 of the mixing tube 14 when the fill level of the bulk material 2 in the collecting funnel 5 falls below a lower limit sensed by the fill level sensor 7.
  • the fill level sensor 8 acts with the aid of a known and therefore not shown Device for the supply of the bulk material 2 to the bunker 1 at the upper part of the bunker 1 indicated by the arrow and path 12, in order to shut off this supply when the filling level of the bulk material 2 in the bunker 1 exceeds an upper limit sensed by the filling level sensor 8.
  • a standing column of bulk material 2 ⁇ can never form inside the mixing tube 14.
  • the bulk material 2 ⁇ contained in the interior of the mixing tube 14 can always flow freely to the collecting funnel 5.
  • the effectiveness of the device (the "intensity" of mixing) thus remains the same whether the operation is continuous or batch-wise, and there are no temporary changes when the operation is stopped or resumed.
  • the flow of the bulk material 2 through the openings 16 of the mixing tube 14 can be controlled progressively, instead of being switched off or released according to a two-point control.
  • a variant is well known in control engineering and it is known to the person skilled in the art to select and arrange the suitable fill level sensors on the collecting funnel 5 in order to adjust the position of the closure member 11 and thus the flow of the bulk material 2 through the openings 16 of the mixing tube 14 in accordance with the fill level of the bulk material 2 to regulate proportionally in the collecting funnel 5, for example.

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Abstract

Die Vorrichtung umfasst einen Bunker (1) mit einem Deckel (15), einem konischen Boden (3) und einem unterhalb des konischen Bodens (3) koaxial daran anschliessenden Auslaufteil (4), in welchem mindestens zwei Füllstandssensoren (6,7) angeordnet sind. Ein Mischrohr (14) ist etwa auf der ganzen Höhe des Bunkers (1) und koaxial dazu angeordnet und mit dem Deckel (15) sowie mit dem Boden (3) verbunden. Es weist Öffnungen (16,16') auf, die vom Boden (3) bis etwa zum Deckel (15) gleichmässig höhengestaffelt sind. Am Mischrohr (14) ist ein Verschlussorgan (11) angeordnet, das von einem Stellglied (10) zum Freigeben oder Schliessen der Öffnungen (16) betätigbar ist. Ein Regelkreis umfasst Füllstandssensoren (6,7,8), eine Steuervorrichtung (9) und ein Stellglied (10) für das Verschlussorgan (11). Vorzugsweise ist das Verschlussorgan (11) im Innern des Mischrohrs (14) angeordnet und als verdrehbares oder vertikal bewegbares Rohr mit Öffnungen (17) ausgebildet. Es kann auch als Sektoren eines Rohres oder als Gerüst mit Schieberelementen ausgebildet sein.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Mischen von rie­selfähigem Schüttgut in einem Bunker gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Zum Mischen von Schüttgut sind sogenannte statische Mischer einsetzbar, bei denen die zu mischenden Substanzen nacheinan­der von oben her eingelagert und über entsprechende Kanäle aus verschiedenen Höhen gleichzeitig abgezogen werden, um einem gemeinsamen Auslauf zugeführt zu werden. So ist bei­spielsweise aus dem deutschen Gebrauchmuster Nr. 8436847 be­kannt, an einem im Bunker koaxial angeordneten Rohr eine Reihe von über die gesamte Länge des Rohres verteilten Öff­nungen vorzusehen, durch welche hindurch jeweils verschiedene Teile des Schüttguts zum Auslauf fliessen und sich beim Fliessen sowie im Auslauf miteinander vermischen. Nach einem ähnlichen Prinzip funktioniert ein aus DE-1217756 bekannter Mischer, bei dem im Bunker mittels einer Mehrzahl von zuein­ander koaxialen Rohren eine höhengestaffelte Reihe von Ab­ziehöffnungen gebildet werden, durch welche verschiedene Teile des Schüttguts fliessen, die sich in einem Auslaufteil vereinigen.
  • Nachteilig ist bei dieser Art von Mischern, dass sich das Innere des Rohres bzw. der Rohre füllt, wenn kein Schüttgut entzogen wird, d.h. wenn der unten am Bunker angebrachte Schieber geschlossen ist. Während sich das Innere des Rohres bzw. der Rohre auf solche Weise auffüllt, ändert sich der Mischvorgang und daher die Zusammensetzung des gemischten Schüttguts, da dieses beim Ansteigen des Füllpegels im Rohr bzw. in den Rohren aus im Bunker immer höher liegenden Schichten stammt. Daher ist eine solche Art von Mischern ungeeignet, chargenweise betrieben zu werden, sie muss konti­nuierlich betrieben werden, und zwar muss das Schüttgut schneller entzogen werden, als es durch das Rohr bzw. die Rohre fliesst, damit verhindert wird, dass sich dieses bzw. diese füllen.
  • Ein weiterer Nachteil dieser Art von Mischern ist, dass darin überhaupt keine Möglichkeit der Einstellung vorgesehen ist, um den Betrieb der Vorrichtung nach Bedarf zu ändern, d.h. die Rohre oder Öffnungen können nicht verstellt werden, um die Vorrichtung an verschiedene Arten von Schüttgütern mit verschiedenen Entmisch- und Fliesseigenschaften anzupassen.
  • Rohre ähnlicher Art sind in einem Bunker in Verbindung mit einer Umwälzung durch einen Luftstrom aus US-3258252 und DE-­1177458 bekannt. Aus DE-1177458 ist zudem bekannt, die Öff­nungen des Rohres zu verschliessen, wenn der Luftstrom abge­stellt ist, und das Rohr nach dem Mischvorgang zu entfernen, um Schüttgut aus dem Bunker abzuziehen.
  • Bei der Vorrichtung nach US-3258252 ist jedoch nachteilig, dass sie zu ihrem Betrieb eine Zufuhr von Druckluft benötigt. Zudem kann diese Vorrichtung nicht chargenweise betrieben werden, d.h. sie kann überhaupt nicht anders als kontinuier­lich betrieben werden, da sich das Schüttgut sonst im unteren Teil der Vorrichtung setzt und von dort nicht wieder in den Mischkreislauf gelangen kann.
  • Die Vorrichtung nach DE-1177458 hat ausser dem gleichen Nach­teil, nämlich dass sie zu ihrem Betrieb eine Zufuhr von Druckluft benötigt, noch den weiteren Nachteil, dass sie chargenweise betrieben werden muss, d.h. sie kann überhaupt nicht kontinuierlich betrieben werden, da man zum Abziehen des Schüttguts das Rohr entfernen muss. Nachteilig ist bei dieser Vorrichtung auch noch, dass man das Schüttgut aus dem Bunker restlos enfernen muss, bevor man das Rohr wieder in den Bunker einsetzen kann.
  • Es bleibt also bei diesem Stand der Technik immer noch das allgemeine Problem zu lösen, dass es schwierig ist, mit einem statischen Bunker ohne innere Umwälzung mittels Druckluft oder Druckgas rieselfähige Feststoffe wahlweise kontinuier­lich oder mit Unterbrechungen zu mischen und wahlweise konti­nuierlich oder mit Unterbrechungen aus dem Bunker abzuziehen. Gemischtes Schüttgut, beispielsweise ein gemischtes Granulat, wird oft durch gleichzeitiges Schütten von getrennten Kompo­nenten in den Bunker eingefüllt, was an sich (d.h. ohne zu­sätzliche Massnahmen) keine vollständige Vermischung ergibt. Bereits gemischtes Schüttgut hat die Tendenz, sich im Bunker zu entmischen, beim Füllen in den Bunker fliessen nämlich die gröberen und schwereren Teile bevorzugt nach aussen, die kleineren und leichteren Teilen bevorzugt nach innen. In an­deren Fällen werden die verschiedenen zu mischenden Komponen­ten des Schüttguts nacheinander in den Bunker eingefüllt, und die Aufgabe besteht darin, sie im Bunker zu vermischen. Beim Abziehen soll die Vereinigung oder Wiedervereinigung dieser Teile des Schüttguts homogen entsprechend den eingegebenen Proportionen erfolgen. Eine Lösung dieser Probleme mit einem statischen Mischer ohne innere Umwälzung mittels Druckluft oder Druckgas soll schliesslich ebensogut mit einer kontinu­ierlichen wie auch mit einer chargenweise erfolgenden Behand­lung des Schüttguts kompatibel sein.
  • Die Aufgabe, einen statischen Mischer zu schaffen, der sowohl eine kontinuierliche als auch eine chargenweise erfolgende Behandlung von rieselfähigem Schüttgut ermöglicht, und der mit dem freien Fallstrom des Schüttguts ohne Zufuhr von Druckluft oder Druckgas arbeitet, wird gelöst durch die im Anspruch 1 angegebene Kombination von Merkmalen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Vorrichtung und ein Verfahren zum ihrem Betrieb ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
  • Mit der erfindungsgemässen Vorrichtung wird erreicht, dass sich niemals eine stehende Säule von Schüttgut im Inneren des Mischrohrs bilden kann, wenn der Betrieb abgestellt wird: der Fluss des Schüttguts wird nämlich an den Öffnungen des Misch­rohrs abgestellt, wobei das im Inneren des Mischrohrs enthal­tene Schüttgut noch frei zum Sammeltrichter abfliessen kann. Aus diesem Grund bleibt die Wirksamkeit der Vorrichtung (die "Intensitat" der Vermischung) stets die gleiche, ob der Be­trieb kontinuierlich oder chargenweise erfolgt, und sie weist auch keine zeitweiligen Änderungen auf, wenn der Betrieb ab­gestellt oder wieder aufgenommen wird.
  • Zudem ist die Wirksamkeit der Vorrichtung von den Eigen­schaften des Schüttguts und insbesondere von seinen Entmisch- und Fliesseigenschaften unabhängig, weil der Fluss des Schüttguts an den Öffnungen des Mischrohrs automatisch ge­drosselt wird, wenn das Schüttgut anfängt, sich im unteren Sammeltrichter zu stauen, so dass sich auch deswegen niemals eine stehende Säule von Schüttgut im Inneren des Mischrohrs bilden kann. Die gleichzeitige und regelmässige Entnahme von Schüttgut aus den verschiedenen Höhenlagen im Bunker bleibt in ihren Proportionen stets unverändert, sowohl wenn die Ab­zugsgeschwindigkeit des Schüttguts aus dem Bunker geändert wird, als auch wenn die Eigenschaften des Schüttguts mit Absicht geändert werden oder sich unbeabsichtigt ändern. Pro­duktionsschwankungen, die das Schüttgut beeinflussen, haben also keinen nennenswerten Einfluss auf die Wirksamkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung beim Vermischen von riesel­fähigem Schüttgut. Daraus ergibt sich auch, dass die erfin­dungsgemässe Vorrichtung mit etwa gleicher Wirksamkeit fähig ist, auf verschiedene Substanzen mit unterschiedlichen Schüttgewichten und Körngrössen angewandt zu werden.
  • Als weitere Vorteile der der erfindungsgemässen Vorrichtung können noch die leichte Reinigung und Wartung dank der rest­losen Entleerung sowie der unerhebliche Energiebedarf genannt werden.
  • Im nachfolgenden werden Ausbildungen der Erfindung unter Be­zugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Die Figur zeigt eine Ansicht einer erfindungsgemässen Vorrichtung im Längs­schnitt, wobei auf der linken bzw. rechten Hälfte des Längs­schnittes die geschlossene bzw. offene Position eines Ver­schlussorgans veranschaulicht ist.
  • In der erfindungsgemässen Vorrichtung enthält ein Bunker 1 ein rieselfähiges Schüttgut 2, dass beim Abziehen zu vermi­schen ist. Beispielsweise wurde das Schüttgut in verschiede­nen Chargen mit jeweils verschiedenen Eigenschaften einge­füllt, diese Chargen sind im Bunker übereinander geschichtet und es soll beim Abziehen eine homogen gemischte Zusammenset­zung erreicht werden.
  • Der Bunker 1 ist beispielsweise im wesentlichen zylindrisch und mit einem koaxial angeordneten konischen Boden 3 sowie mit einem Deckel 15 versehen. Unterhalb des konischen Bodens 3, daran anschliessend und koaxial dazu ist ein Auslaufteil 4 angeordnet. Beispielsweise weist der Auslaufteil 4 wie darge­stellt in seinem unteren Teil einen Sammeltrichter 5 auf. Am Auslaufteil 4 sind zwei Füllstandssensoren 6 und 7 angeord­net. Der Füllstandssensor 6 tastet das Überschreiten einer oberen Grenze des Füllstandes des Schüttguts im Sammeltrich­ter 5 ab, und der Füllstandssensor 7 tastet das Unterschrei­ten einer unteren Grenze des Füllstandes des Schüttguts im Sammeltrichter 5 ab.
  • Am oberen Teil des Bunkers 1 ist noch ein Füllstandssensor 8 angeordnet, der das Überschreiten einer oberen Grenze des Füllstandes des Schüttguts im Bunker 1 abtastet.
  • Die Füllstandssensoren 6, 7 und 8 wirken zusammen mit einer Steuervorrichtung 9 und einem Stellglied 10 eines Verschluss­organs 11, das im nachstehenden näher erläutert wird. Derar­tige Füllstandssensoren, Steuervorrichtungen und Steuerglie­ der sind an sich wolbekannt und können beispielsweise elek­trisch oder pneumatisch betrieben werden. Im dargestellten Beispiel der Vorrichtung sind diese Elemente elektrisch be­trieben.
  • Mit dem Pfeil und Pfad 12 wird angedeutet, dass das riesel­fähige Schüttgut 2 dem Bunker 1 am oberen Teil des Bunkers 1 zugeführt wird, während mit dem Pfeil und Pfad 13 angedeutet wird, dass das rieselfähige Schüttgut 2 aus dem Bunker 1 am unteren Teil des Sammeltrichters 5 entnommen wird bzw. dort abfliesst.
  • Im wesentlichen auf der ganzen Höhe des Bunkers 1 und koaxial dazu ist ein Mischrohr 14 angeordnet, das an seinem oberen Ende mit dem Deckel 15 und an seinem unteren Ende mit dem unteren Teil des konischen Bodens 3 des Bunkers 1 verbunden ist. Dieses Mischrohr 14 weist gleichmässig höhengestaffelte Öffnungen 16 auf, die beispielsweise das Mischrohr 14 entlang spiralförmig angeordnet sind, wobei die unterste Öffnung im wesentlichen am konischen Boden 3 des Bunkers 1 und die ober­ste Öffnung im wesentlichen etwas höher als der Füllstands­sensor 8, also in Nähe des Deckels 15 angeordnet sind. Die Öffnungen 16 können kreisförmig oder als im wesentlichen ver­tikale Schlitze, oder noch mit jeder anderen geeigneten Form wie beispielsweise elliptisch ausgebildet sein.
  • Im Innern des Mischrohres 14 oder aussen um das Mischrohr 14 herum ist das bereits erwähnte Verschlussorgan 11 angeordnet. Es wird durch das bereits erwähnte Stellglied 10 betätigt, um die Öffnungen 16 steuerbar freizugeben oder zu schliessen. Die bevorzugte Variante besteht allerdings darin, das Ver­schlussorgan 11 im Innern des Mischrohrs 14 anzuordnen.
  • In einer ersten möglichen Ausbildung ist das Verschlussorgan 11 als Rohr oder als Ringsegment ausgebildet, das im und konzentrisch zum Mischrohr 14 angeordnet und darin mittels des Stellglieds 10 verdrehbar ist. Auch kann das Rohr ein­stückig oder aus einem Stapel von aneinander befestigten Ringsegmenten zusammengesetzt sein. Das rohrförmige Ver­schlussorgan 11 weist Öffnungen 17 auf, die bei einer be­stimmten Drehlage des Verschlussorgans 11 paarweise mit den Öffnungen 16 des Mischrohres 14 übereinstimmen und fluchten, so dass das rieselfähige Schüttgut 2 in dieser Drehlage des Verschlussorgans 11 durch die Öffnungen 16 und 17 ins Innere des Rohrpaares 11, 14 und zur deren Achse hin fliessen kann, was mit dem Bezugszeichen 2ʹ dargestellt ist. Wenn das Ver­schlussorgan 11 aus dieser "offenen" Lage mittels des Stell­glieds 10 verdreht wird, wirkt dies wie bei einem Schieber, d.h. der freie Querschnitt des Öffnungspaares 16, 17 wird vermindert und es kann daher nur eine geringerer Fluss von rieselfähigem Schüttgut 2 in dieser neuen Drehlage des Ver­schlussorgans 11 durch die Öffnungen 16 und 17 hindurch ins Innere des Rohrpaares 11, 14 zur deren Achse hin fliessen. Bei weiterer Verdrehung des Verschlussorgans 11 mittels des Stellglieds 10 wird schliesslich eine Stellung erreicht, bei welcher kein freier Querschnitt der Öffnungen 16 übrigbleibt, d.h. die Öffnungen 16 sind verschlossen und es fliesst kein Schüttgut 2 ab. Auf bekannte Weise können die Steuervorrich­tung 9 und das Stellglied 10 so mit dem Verschlussorgan 11 zusammenwirken, dass Verdrehungslagen des Verschlussorgans 11 zwischen zwei Endstellungen vorgesehen sind, entsprechend den Zwischenstellungen zwischen den Stellungen "offen" und "geschlossen".
  • Eine Variante dieser Ausbildung ist auf den linken Hälfte der Figur dargestellt. Bei dieser Variante wird, mit im wesentli­chen gleichen Resultat wie in der vorangehend beschriebenen Variante, das Verschlussorgan 11 im Mischrohr 14 vertikal bewegt statt darin wie in der vorangehend beschriebenen Va­riante verdreht. Auf der rechten Hälfte der Figur ist das Verschlussorgan 11 in seiner höchsten Position im Mischrohr 14 dargestellt, während es auf der linken Hälfte der Figur in tiefsten Position im Mischrohr 14 dargestellt ist. Es ist ersichtlich, dass die betreffenden Öffnungen 16ʹ und 17ʹ in dieser tiefsten Position des Verschlussorgans 11 im Mischrohr 14 nicht mehr miteinander übereinstimmen und fluchten, d.h. die Öffnungen 16ʹ sind verschlossen und es fliesst kein Schüttgut 2 ab. Auf bekannte Weise können die Steuervorrich­tung 9 und das Stellglied 10 so mit dem Verschlussorgan 11 zusammenwirken, dass die Position des Verschlussorgans 11 zwischen zwei Endstellungen einstellbar ist, was den Zwi­schenstellungen zwischen den Stellungen "offen" und "geschlossen" entspricht.
  • In einer Weiterbildung dieser Variante kann das vertikal be­wegte Verschlussorgan 11 auf die wirksamen Teile davon be­schränkt werden, also auf zylindrische Sektoren des Rohres, welche knapp etwas breiter als die Öffnungen 17 sind, so dass diese zylindrischen Sektoren des Verschlussorgans 11 etwa wie gelochte Rinnen ausgebildet sind. Auf bekannte Weise können solche zylindrischen Sektoren des Verschlussorgans 11 im In­nern des Mischrohres 14 durch Schienen geführt werden, die beispielsweise auf der Innenseite des Mischrohres 14 befes­tigt sind. Vorzugsweise aber werden solche zylindrischen Sek­toren des Verschlussorgans 11 miteinander durch Stäbe oder Streben verbunden, so dass die Sektoren und die Streben zu­sammen ein Gerüst bilden, dass in das Mischrohr 14 von oben abgesenkt und darin bewegt werden kann. In einer Weiterbil­dung davon besteht das Verschlussorgan 11 letztlich aus einem Gerüst, das Elemente trägt, die gegenüber den Öffnungen 16 des Mischrohrs 14 wie der bewegliche Teil eines Schiebers gegenüber seinem feststehenden Teil wirken.
  • In allen diesem Ausbildungen kann dem Rand der Öffnungen 16 und 17 bzw. 16ʹ und 17ʹ, d.h. der diese Öffnungen umschlies­senden Fläche, die einfachste zylindrische bzw. prismatische Form gegeben werden. Bevorzugt wird jedoch, dem Rand der Öffnungen 16 bzw. 16ʹ und/oder der 17 bzw. 17ʹ eine Form zu geben, die einem Haften und Steckenbleiben des Schüttguts 2 beispielsweise bei ungenügender Rieselfähigkeit desselben entgegenwirkt. Eine solche Form kann beispielsweise auf einem Teil des Umfangs oder aus dem gesamten Umfang kegelstumpfför­mig bzw. pyramidenstumpfförmig sein, wobei sich diese Form vorzugsweise am Mischrohre (14) zum Verschlussorgan (11) hin und am Verschlussorgan (11) zum Mischrohr (14) hin verjüngt.
  • Wie auf der rechten Hälfte der Figur ersichtlich ist, fliesst bzw. rieselt das Schüttgut 2 durch alle Öffnungen 16, wenn diese teilweise oder ganz durch das Verschlussorgan 11 frei­gegeben werden. Das im Bunker 1 gelagerte Schüttgut 2 wird also aus allen seinen Schichten bzw. Höhenlagen abgezogen, bei 2ʹ fliesst das Schüttgut im freien Fall als gleichmässi­ger Förderstrom durch das Mischrohr 14. Dadurch entsteht eine intensive Längsvermischung. Zusätzlich entsteht eine intensi­ve Quervermischung dadurch, dass das Schüttgut in Nähe der Achse des Bunkers 1 abgezogen wird und dadurch radial von der Peripherie her nachrieselt. Dass dabei auch eine Höhenverla­gerung stattfindet, verstärkt noch die Kombination von Längs- und Quervermischung.
  • Beim Betrieb der erfindungsgemässen Vorrichtung wirken die Füllstandssensoren 6, 7 und 8, die Steuervorrichtung 9, das Stellglied 10 und das Verschlussorgan 11 in einem Regelkreis zusammen, um den Fluss des Schüttguts 2 durch die Öffnungen 16 des Mischrohrs 14 einzustellen. Der Fluss wird abgestellt, wenn der Füllstand des Schüttguts 2 im Sammeltrichter 5 eine vom Füllstandssensor 6 abgetastete obere Grenze überschrei­tet, wobei des im Inneren des Mischrohrs 14 enthaltene Schüttgut 2ʹ noch frei zum Sammeltrichter 5 abfliessen kann. Der Fluss wird durch die Öffnungen 16 des Mischrohrs 14 wie­der zugelassen, wenn der Füllstand des Schüttguts 2 im Sam­meltrichter 5 eine vom Füllstandssensor 7 abgetastete untere Grenze unterschreitet. Zudem wirkt der Füllstandssensor 8 mit Hilfe einer an sich bekannten und daher nicht dargestellten Vorrichtung auf die mit dem Pfeil und Pfad 12 angedeutete Zufuhr des Schüttguts 2 zum Bunker 1 am oberen Teil des Bunkers 1, um diese Zufuhr abzustellen, wenn der Füllstand des Schüttguts 2 im Bunker 1 eine vom Füllstandssensor 8 abgetastete obere Grenze überschreitet. Somit kann sich nie­mals eine stehende Säule von Schüttgut 2ʹ im Inneren des Mischrohrs 14 bilden. Das im Inneren des Mischrohrs 14 ent­haltene Schüttgut 2ʹ kann immer frei zum Sammeltrichter 5 abfliessen.
  • Wenn kein Schüttgut 2 aus dem Bunker 1 am unteren Teil des Sammeltrichters 5 entnommen wird bzw. dort abfliesst, steigt der Füllstand des Schüttguts 2 im Sammeltrichter 5, so dass die eben beschriebene Zusammenwirkung der Füllstandssensoren 6, 7 und 8, der Steuervorrichtung 9, des Stellglieds 10 und des Verschlussorgans 11 zum Abstellen der Zufuhr des Schüttguts 2 zum Bunker 1 bei noch leerem Mischrohr 14 führt.
  • Die Wirksamkeit der Vorrichtung (die "Intensität" der Vermi­schung) bleibt also stete die gleiche, ob der Betrieb konti­nuierlich oder chargenweise erfolgt, und sie weist auch keine zeitweiligen Änderungen auf, wenn der Betrieb abgestellt oder wieder aufgenommen wird.
  • In einer Variante kann der Fluss des Schüttguts 2 durch die Öffnungen 16 des Mischrohrs 14 progressiv geregelt werden, statt gemäss einer Zweipunktregelung abgestellt bzw. freige­geben zu werden. Eine solche Variante ist in der Regeltechnik wohlbekannt und es ist dem Fachmann geläufig, die geeigneten Füllstandssensoren am Sammeltrichter 5 auszuwählen und anzu­ordnen, um die Position des Verschlussorgans 11 und damit den Fluss des Schüttguts 2 durch die Öffnungen 16 des Mischrohrs 14 entsprechend dem Füllstand des Schüttguts 2 im Sammel­trichter 5 beispielsweise proportional zu regeln.

Claims (11)

1. Vorrichtung zum Mischen von Schüttgut (2) in einem Bunker (1) mit einem Deckel (15), einem konischen Boden (3) und einem unterhalb des konischen Bodens (3) koaxial daran anschliessenden Auslaufteil (4), dadurch gekennzeichnet, dass
(a) zum Abtasten des Füllstandes des Schüttguts (2) im Aus­laufteil (4) mindestens zwei Füllstandssensoren (6, 7) daran angeordnet sind,
(b) im wesentlichen auf der ganzen Höhe des Bunkers (1) und koaxial dazu ein Mischrohr (14) angeordnet ist, das an seinem oberen Ende mit dem Deckel (15) und an seinem unteren Ende mit dem unteren Teil des konischen Bodens (3) verbunden ist,
(c) das Mischrohr (14) gleichmässig höhengestaffelte Öffnun­gen (16,16ʹ) aufweist, wobei die unterste Öffnung im wesentlichen am konischen Boden (3) und die oberste Öffnung im wesentlichen in Nähe des Deckels (15) ange­ordnet sind,
(d) am Mischrohr (14) ein von einem Stellglied (10) betätig­bares Verschlussorgan (11) zum Freigeben oder Schliessen der Öffnungen (16) angeordnet ist, und
(e) die Vorrichtung noch einen zumindest aus einer Steuer­vorrichtung (9), einem Stellglied (10) zum Betätigen des Verschlussorgans (11) und einer Mehrzahl von Füllstands­sensoren (6,7,8) bestehenden Regelkreis umfasst.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlussorgan (11) im Innern des Mischrohres (14) angeordnet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­net, dass das Verschlussorgan (11) als Rohr oder Ringsegment ausgebildet ist, das im Mischrohr (14) konzentrisch dazu und darin verdrehbar angeordnet ist und Öffnungen (17) aufweist, die bei einer bestimmten Drehlage des Verschlussorgans (11) paarweise mit je einer der Öffnungen (16) des Mischrohres (14) übereinstimmen und fluchten, womit ein maximaler freier Querschnitt des Öffnungspaares (16,17) definiert wird, und dass das Verschlussorgan (11) bei einer anderen als der ge­nannten Drehlage die Öffnungen (16) des Mischrohres (14) zumindest teilweise überdeckt, um den freien Querschnitt des Öffnungspaares (16,17) gegenüber dem maximalen freien Quer­schnitt zu vermindern.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­net, dass das Verschlussorgan (11) als Rohr oder Ringsegment ausgebildet ist, das im Mischrohr (14) konzentrisch dazu und darin vertikal bewegbar angeordnet ist und Öffnungen (17) aufweist, die bei einer bestimmten Höhenlage des Verschluss­organs (11) paarweise mit je einer der Öffnungen (16) des Mischrohres (14) übereinstimmen und fluchten, womit ein maxi­maler freier Querschnitt des Öffnungspaares (16,17) definiert wird, und dass das Verschlussorgan (11) bei einer anderen als der genannten Höhenlage die Öffnungen (16) des Mischrohres (14) zumindest teilweise überdeckt, um den freien Querschnitt des Öffnungspaares (16,17) gegenüber dem maximalen freien Querschnitt zu vermindern.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­net, dass das Verschlussorgan als Mehrzahl von zylindrischen Sektoren eines Rohres ausgebildet ist, die im Mischrohr kon­zentrisch dazu und darin vertikal bewegbar angeordnet sind und Öffnungen aufweisen, die bei einer bestimmten Höhenlage des Verschlussorgans aufweisen, die bei einer bestimmten Höhenlage des Verschlussorgans paarweise mit je einer der Öffnungen des Mischrohres übereinstimmen und fluchten, womit ein maximaler freier Querschnitt des Öffnungspaares definiert wird, und dass die zylindrischen Sektoren bei einer anderen als der genannten Höhenlage die Öffnungen des Mischrohres zumindest teilweise überdeckt, um den freien Querschnitt des Öffnungs­paares gegenüber dem maximalen freien Querschnitt zu vermin­dern.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zylindrischen Sektoren des Verschlussorgans mitein­ander durch Stäube oder Streben verbunden sind, so dass die Sektoren und die Streben zusammen ein Gerüst bilden, dass im Mischrohr konzentrisch dazu und darin vertikal bewegbar ange­ordnet ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­net, dass das Verschlussorgan als mit einer Mehrzahl von Schieberelementen versehenes Gerüst ausgebildet ist, das im Mischrohr konzentrisch dazu und darin vertikal bewegbar ange­ordnet ist, wobei jeder Öffnung des Mischrohres ein Schieber­element entspricht, das bei einer bestimmten Höhenlage des Verschlussorgans die entsprechende Öffnung überdeckt und ver­schliesst und bei einer anderen als der genannten Höhenlage die Öffnungen des Mischrohres zumindest teilweise freigibt.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Öffnung umschliessende Fläche des Mischrohres (14) sich zum Verschlussorgan (11) hin ver­jüngt.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Öffnung umschliessende Fläche des Verschlussorgans (11) sich zum Mischrohr (14) hin ver­jüngt.
10. Verfahren zum Betrieb der Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlussorgan (11) in Ab­hängigkeit vom Füllstand des Schüttguts (2) im Auslaufteil (4) derart betätigt wird, dass die Öffnungen (16) des Misch­rohrs (14) verschlossen werden, wenn der Füllstand eine obere Grenze überschreitet, und freigegeben werden, wenn der Füll­stand eine untere Grenze unterschreitet.
11. Verfahren zum Betrieb der Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlussorgan (11) in Ab­hängigkeit vom Füllstand des Schüttguts (2) im Auslaufteil (4) derart betätigt wird, dass das Verschliessen der Öffnun­gen (16) des Mischrohrs (14) progressiv geregelt wird.
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