EP0258820B1 - Vorrichtung zum Mischen von Schüttgut in einem Bunker - Google Patents

Vorrichtung zum Mischen von Schüttgut in einem Bunker Download PDF

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EP0258820B1
EP0258820B1 EP87112450A EP87112450A EP0258820B1 EP 0258820 B1 EP0258820 B1 EP 0258820B1 EP 87112450 A EP87112450 A EP 87112450A EP 87112450 A EP87112450 A EP 87112450A EP 0258820 B1 EP0258820 B1 EP 0258820B1
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EP
European Patent Office
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bulk material
openings
bunker
filling level
mixing
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EP87112450A
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English (en)
French (fr)
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EP0258820A1 (de
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Hans Dr. Brehm
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Original Assignee
Individual
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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.
  • Such a device is generally known from DE-C-560659.
  • this device comprises a four-chamber silo with a central mixing tube in which three openings, each with four inlets, are provided. Through these four inlets, the product runs into the mixing tube in order to be removed via a discharge device. Sliders are provided on the inlets on the mixing tube, which are operated by hand. The product is therefore removed from four cells and the mixing tube is filled in an uncontrolled manner, and it can also happen that it is overfilled. When the mixing tube is full, the product can only enter the mixing tube through the top opening or the four uppermost inlets, because the material located further down in the mixing tube prevents the product from entering the opening or inlets located below. Therefore, a uniform mixed quality cannot be achieved with this device.
  • 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 DE-U-8436847 to provide on a pipe coaxially arranged in the bunker a series of openings distributed over the entire length of the pipe, through which various parts of the bulk material flow to the outlet and flow and flow Mix in the outlet.
  • a mixer known from DE-B-1217756 works according to a similar principle, in which a height-staggered series of discharge openings are 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, i.e. 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 for being operated in batches, it must be operated continuously, and the bulk material must be withdrawn faster than it flows through the pipe or pipes, in order to prevent this or these from moving to fill.
  • Pipes of a similar type are known in a bunker in connection with circulation by an air stream from US-3258252 and DE-B-1177458. From DE-B-1177458 it is also known to close the openings of the tube when the air flow is stopped and to remove the tube after the mixing process in order to pull bulk material out of the bunker.
  • the device according to US-A-3258252 has the disadvantage that it requires a supply of compressed air to operate.
  • 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-B-1177458 has 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, i.e. it cannot be operated continuously at all since the pipe has to be removed to pull off the bulk material.
  • 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 a standing column of bulk material can never form in the interior of the mixing tube when the operation is stopped: the flow of the bulk material is namely stopped at the openings of the mixing tube, the bulk material contained in the interior of the mixing tube still can 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-wise, and there are no temporary changes when the 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 is 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 fill level sensors, control devices and control elements 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 can be rotated therein by means of the actuator 10.
  • 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, i.e. the free cross section of the pair of openings 16, 17 is reduced and therefore only a smaller flow of free-flowing bulk material 2 can flow in this new rotational position of the closure member 11 through the openings 16 and 17 into the interior of the pair of tubes 11, 14 towards the axis thereof. With further rotation of the closure member 11 by means of the actuator 10, a position is finally reached in which no free cross section of the openings 16 remains, i.e. the openings 16 are closed and no bulk material 2 flows off.
  • the control device 9 and the actuator 10 can interact 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 it is shown in the lowest position in the mixing tube 14. 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 coincide and are aligned, i.e. 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.
  • Such a shape can, for example, be frustoconical or truncated pyramid-shaped over 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 therefore 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 fill level sensor 6, the bulk material 2 'contained in the interior of the mixing tube 14' 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 device known per se and therefore not shown on 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 switch off this supply when the fill level of the bulk material 2 in the bunker 1 exceeds an upper limit sensed by the fill level sensor 8.
  • 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 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 level of the bulk material 2 to regulate proportionally in the collecting funnel 5, for example.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Mischen von rieselfähigem Schüttgut in einem Bunker gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Eine solche Vorrichtung ist generell aus DE-C-560659 bekannt. In der dort beschriebenen Ausführung dieser Vorrichtung umfasst diese ein Vierkammer-Silo mit einem zentralen Mischrohr, in dem drei Oeffnungen mit je vier Einläufen vorgesehen sind. Durch diese vier Einläufe läuft das Produkt in das Mischrohr ein, um dann über eine Austragsvorrichtung entnommen zu werden. Am Mischrohr sind auf den Einläufen Schieber vorgesehen, die von Hand betätigt werden. Das Produkt wird also aus vier Zellen entnommen und das Mischrohr wird unkontrolliert gefüllt, wobei auch passieren kann, dass es überfüllt wird. Bei gefülltem Mischrohr kann das Produkt immer nur durch die oberste Oeffnung bzw. die vier obersten Einläufe in das Mischrohr einlaufen, weil das im Mischrohr weiter unten befindliche Material das Einlaufen des Produkts an den weiter unten befindlichen Oeffnungen bzw. Einläufen behindert. Deshalb ist mit dieser Vorrichtung keine gleichmässige Mischgualität erreichbar.
  • 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 DE-U-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-B-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 umgeeignet, 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-B-1177458 bekannt. Aus DE-B-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-A-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-B-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 Steuerglieder 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 2' 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 16' und 17' in dieser tiefsten Position des Verschlussorgans 11 im Mischrohr 14 nicht mehr miteinander übereinstimmen und fluchten, 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 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 diesen Ausbildungen kann dem Rand der Öffnungen 16 und 17 bzw. 16' und 17', d.h. der diese Öffnungen umschliessenden Fläche, die einfachste zylindrische bzw. prismatische Form gegeben werden. Bevorzugt wird jedoch, dem Rand der Öffnungen 16 bzw. 16' und/oder der 17 bzw. 17' eine Form zu geben, die einem Haften und Stekkenbleiben 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 2' 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 2' 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 2' im Inneren des Mischrohrs 14 bilden. Das im Inneren des Mischrohrs 14 enthaltene Schüttgut 2' 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 (5)

1. Vorrichtung zum Mischen von Schüttgut (2) in einem Bunker (1) mit einem Deckel (15), einem konischen Boden (3), einem unterhalb des konischen Bodens (3) koaxial daran anschliessenden Auslaufteil (4), einem im wesentlichen auf der ganzen Höhe des Bunkers (1) und koaxial dazu angeordnetem Mischrohr (14), das an seinem unteren Ende mit dem unteren Teil des konischen Bodens (3) verbunden ist und höhengestaffelte Öffnungen (16,16') aufweist, wobei die unterste Öffnung im wesentlichen in Nähe des konischen Bodens (3) und die oberste Öffnung im wesentlichen in Nähe des Deckels (15) angeordnet ist, und einem am Mischrohr (14) angeordneten und von einem Stellglied (10) betätigbaren Verschlussorgan (11) zum Freigeben oder Schliessen der Öffnungen (16), dadurch gekennzeichnet, dass
(a) am Auslaufteil (4) mindestens zwei Füllstandssensoren (6, 7) zum Abtasten des Füllstandes des Schüttguts (2) im Auslaufteil (4) angeordnet sind,
(b) das Mischrohr (14) an seinem oberen Ende mit dem Deckel (15) verbunden ist, und
(c) die Vorrichtung einen zumindest aus einer Steuervorrichtung (9), dem Stellglied (10) zum Betätigen des Verschlussorgans (11) und mindestens den zwei Füllstandssensoren (6,7) bestehenden Regelkreis umfasst.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Öffnung (16,16') umschliessende Fläche des Mischrohres (14) sich zum Verschlussorgan (11) hin verjüngt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Öffnung (17,17') umschliessende Fläche des Verschlussorgans (11) sich zum Mischrohr (14) hin verjüngt.
4. 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 (6) überschreitet, und freigegeben werden, wenn der Füllstand eine untere Grenze (7) unterschreitet.
5. 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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