EP2698328A1

EP2698328A1 - Verfahren zur Druckluftsteuerung eines Fluidisierungsbereichs eines Silos, Verfahren zur Nachrüstung der Druckluftsteuerung eines Fluidisierungsbereichs in einem Silo und entsprechender Silo

Info

Publication number: EP2698328A1
Application number: EP20120180462
Authority: EP
Inventors: Juha Viljo Schimer
Original assignee: IBAU Hamburg Ingenieurgesellschaft
Current assignee: IBAU Hamburg Ingenieurgesellschaft
Priority date: 2012-08-14
Filing date: 2012-08-14
Publication date: 2014-02-19
Anticipated expiration: 2032-08-14
Also published as: EP2698328B1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur gesteuerten Austragung durch mindestens einen Austragungsweg (9) von fluidisierbarem Schüttgut (3) aus einem Lager- und/oder Dosierungssilo, aufweisend mindestens einen die Austragung begünstigenden und/oder bewirkenden Fluidisierungsbereich (7), wobei der Fluidiersierungsbereich (7) mit Druckluft einer Druckluftquelle (14,15,16) beschickt wird, wobei die Druckluftquelle (14,15,16) steuerbar ist und eine Regelung des Drucks der Druckluft durchgeführt wird, bei der der Druck der Druckluft als Rückführgröße gemessen (17) und die Druckluftquelle (14,15,16) als Stellglied so geregelt wird, dass der Druck der Druckluft auf einen Solldruck geregelt wird, wobei der Solldruck abhängig vom Austragungsdurchsatz und/oder von der Stellung eines im Austragungsweg vorgesehenen Austragungsdurchflussreglers (6) des Schüttguts (3) gewählt wird. Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Nachrüstverfahren und ein entsprechendes Silo.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur gesteuerten Austragung aus einem Silo, sowie ein Nachrüstverfahren für entsprechendes Silo und ein entsprechendes Silo.
Silos zum Lagern und/oder Dosieren von fluidisierfähigem Schüttgut aufweisend mindestens einen die Austragung begünstigenden und/oder bewirkenden Fluidisierungsbereich und mindestens einen Austragungsweg, wobei der Fluidisierungsbereich zur Beschickung mit Druckluft mit einer Druckluftquelle gekoppelt ist, sind aus dem Stand der Technik zahlreich bekannt. Ebenfalls sind Verfahren zum Austragen aus einem solchen Silo bekannt.
Bezüglich derartiger Silos sind auch unterschiedliche Bauformen bekannt. Zu nennen sind hier beispielsweise Silos mit zentralem Abzug oder auch solche mit zentralem Konus und dezentralem Abzug aus der Silokammer beispielsweise in den Bereich des Konus.
Darüber hinaus sind auch Mehrkammersilos bekannt.
Auch innerhalb der Lösungen mit zentralem Konus gibt es unterschiedliche Lösungen, so ist es beispielsweise bekannt, an den Rändern des Konus Abzüge vorzusehen, insbesondere Auslaufstutzen mit nachgeschalteten Leitungen und so an verschiedenen Stellen an der Grenze des Konus aus dem Silo abzuziehen. Auch ist es bekannt, Öffnungen im unteren Bereich des Konus vorzusehen und das im Silo gelagerte Material in den Konus einströmen zu lassen und von dort abzuziehen.
Zwar rutscht das fluidisierfähige Schüttgut prinzipiell von selbst, doch bei entsprechendem Material oder entsprechender Silogröße ist eine selbsttätige Entladung nicht oder nur unzureichend möglich. Daher wird meist die Austragung unterstützt und das fluidisierfähige Schüttgut abgezogen. Dazu werden Fluidisierungsanlagen in Bodenbereichen vorgesehen.
Bei Lösungen, in denen Auslaufstutzen mit nachgeschalteten Leitungen an den Grenzen des Konus vorgesehen sind, befinden sich häufig Fluidisierungsbetten in der Umgebung der Auslaufstutzen im eigentlichen Silo und ggf. auch in Form von von der Abzugöffnung wegführenden Leitungen außerhalb des eigentlichen Silos.
In Lösungen, bei denen Öffnungen im unteren Bereich des Konus vorgesehen sind, befinden sich üblicher Weise Fluidisierungsvorrichtungen sowohl im Silo, also außerhalb des Konus, als auch innerhalb des Konus. Hier sind teilweise zwei Druckluftkreise vorgesehen, die voneinander getrennt sind.
Darüber hinaus ist es auch bekannt, bei verschiedenen Abzügen/Auslaufstutzen diese insbesondere bei niedrigen Austragungsraten nicht zeitgleich zu verwenden, sondern diese in einem zeitlichen Muster nacheinander anzusteuern und somit Silos abwechselnd durch unterschiedliche Abzüge zu entleeren.
Darüber hinaus ist es, wenn Öffnungen im unteren Bereich des Konus vorgesehen sind und Fluidisierungsvorrichtungen sowohl im Silo als auch im Konus vorhanden sind, auch bekannt, diese unterschiedlich an- und abzuschalten. So ist es beispielsweise auch bekannt, den Druck in der Druckluftzuleitung der Fluidisierungsbetten innerhalb des Konus zu messen, da dieser bei ansonsten gleichen Umständen zur Füllhöhe des Schüttgutes innerhalb des Konus korreliert. Auf diese Weise kann beispielsweise der Fluidisierungsbereich außerhalb des Konus nur dann angesteuert bzw. mit Druckluft bestickt werden, wenn der Schüttgutstand innerhalb des Konus unter einen vorgesetzten Wert absinkt bzw. der Druck in der Druckluftzuleitung zum Fluidisierungsbereich innerhalb des Konus unter einen gewissen Wert sinkt. Steigt er wieder über einen gewissen Wert, kann die Fluidisierung außerhalb des Konus abgestellt werden.
Durch verschiedene Effekte kommt es bei derartigen Silos jedoch zu einem erhöhten Energiebedarf zur Austragung und zu Schädigungen sowohl der Silowand als auch der Austragungsmittel. Dies basiert auf verschiedenen Effekten, die durch die im Wesentlichen ungeregelte Austragung bedingt sind.
Somit ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren bzw. ein Silo mit entsprechenden Vorrichtungen oder ein Nachrüstverfahren für solche anzugeben, das eine weitgehend geregelte Austragung ermöglicht und dadurch sowohl den Verschleiß an den Austragungsmitteln und die negative Beeinflussung der Silowände reduzieren, als auch eine Energieeinsparung ermöglichen. Dies wird erreicht durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 bzw. 12 und ein Silo gemäß Anspruch 13. Die abhängigen Ansprüche 2 bis 11 und 14 bis 15 geben vorteilhafte Weiterbildungen an.
Zur Lösung der Aufgabe haben die Erfinder herausgefunden, dass beispielsweise zur Austragung verwendete Dosieranlagen und nachgeschaltete Leitungen durch die ungeregelte Fluidisierung bzw. die dadurch bedingte Luftströmung durch die Austragungsmittel Schaden nehmen. Darüber hinaus bewirken bei der Entladung entstehende Tromben Schädigungen der Silowand und der Austragungsmittel. Darüber hinaus kann es zu Brückenbildungen im Schüttgut und dadurch bedingt zu Erschütterungen kommen. Dies alles bedingt einen erhöhten Verschleiß des Silos bzw. der Austragungsvorrichtungen. Durch die erfindungsgemäßen Abwandlungen können diese nicht nur reduziert bzw. vermieden, sondern auch gleichzeitig der Energieverbrauch gesenkt werden. Denn durch die erfindungsgemäßen Mittel wird beispielsweise der Verschleiß an Dosieranlagen und nachgeschalteten Leitungen in den Austragungsmitteln gerade auch durch einen reduzierten Energieeinsatz bewirkt.
Erfindungsgemäß wird gemäß Anspruch 1 bei Vorsehen mindestens eines Austragungsweges die Druckluftquelle, mit der mindestens ein die Austragung begünstigender und/oder bewirkender Fluidisierungsbereich beschickt wird, steuerbar gemacht und eine Regelung des Druckes der Druckluft derart durchgeführt, dass der Druck der Druckluft als Rückführgröße der Regelung gemessen und die Druckluftquelle als Stellglied der Regelung so geregelt wird, dass der Druck der Druckluft auf einen Solldruck geregelt wird, wobei der Solldruck abhängig vom Austragungsdurchsatz und/oder von der Stellung eines im Austragungsweg vorgesehenen Austragungsdurchflussreglers des Schüttgutes gewählt wird.
Bei der Druckluftquelle kann es sich um unterschiedliche Einrichtungen handeln. Üblicherweise werden hier Kompressoren, insbesondere Zwangsverdichter mit fester Luftmenge, verwendet. Als Stellglieder kommen ebenfalls unterschiedliche Mittel in Frage. So kann beispielsweise die Drehzahl eines Verdichters geändert oder mit entsprechenden Ventilen, Durchflussreglern oder Druckbegrenzern gearbeitet werden. Insbesondere wird die Druckluftquelle jedoch so gewählt, dass sie direkt in ihrer Erzeugung und/oder Abgabe steuerbar ist und das Stellglied nicht über ein Ablassen von zu viel erzeugter Druckluft arbeitet. Insbesondere bevorzugt wird hier eine Drehzahlregelung eines Verdichters, insbesondere durch Frequenzumwandlung.
Auch die Messung des Druckes der Druckluft zur Beschickung des Fluidisierungsbereiches kann an unterschiedlicher Stelle und durch unterschiedliche Mittel bewirkt werden. Insbesondere können hier Druckmesssensoren zum Einsatz kommen, die beispielsweise in dem Bereich der Zuleitung zu dem mindestens einen Fluidisierungsbereich angeordnet werden können. Sie können jedoch auch innerhalb des Fluidisierungsbereiches selbst oder an der Druckluftquelle angeordnet werden. Auch die Regelung an sich kann unterschiedlich durchgeführt werden, so ist beispielsweise eine PID-Regelung mit unterschiedlichen Proportional-, Integral- und Differenzialanteilen denkbar. Aber auch eine Mehrpunktregelung, beispielsweise mit vorgegebener Druckunter- und -obergrenze und An- und Abschalten der Druckluftquelle sind denkbar. In diesem Zusammenhang sei jedoch angemerkt, dass hier eine Regelung des Druckes der Druckluft durchgeführt wird, deren Druck gemessen wird und es sich hier nicht, wie aus dem Stand der Technik bekannt, um verschiedene Druckluftkreisläufe handelt.
Die Wahl des Solldruckes kann auf unterschiedliche Art und Weise durchgeführt werden. Sie kann beispielsweise von dem Austragungsdurchsatz abhängen. Unter dem Austragungsdurchsatz ist die Menge des Schüttgutes zu verstehen, die pro einer Zeiteinheit aus dem Silo ausgetragen wird. Bei einem Mehrkammersilo ist der Austragungsdurchsatz vorteilhafter Weise pro Kammer zu bestimmen. Darüber hinaus kann der Solldruck alternativ oder zusätzlich in Abhängigkeit von der Stellung eines im Austragungsweg vorgesehenen Austragungsdurchflussreglers des Schüttgutes gewählt werden. Als Austragungsdurchflussregler kommen hier beispielsweise Dosierschieber oder ähnliches in Frage, deren Stellung üblicherweise einen Öffnungsquerschnitt eines Austragungsweges definiert beziehungsweise verändert. Insbesondere werden unter einem Austragungsdurchflussregler solche den Austragungsdurchsatz verändernde Mittel verstanden, die keinen Regelkreis beinhalten, sondern vielmehr in Form eines Stellglieds den Austragungsdurchsatz verändern.
Bevorzugt wird es, den der Solldruck zu verändern, wenn der Austragungsdurchsatz verändert werden soll bzw. die Stellung eines Austragungsdurchflussreglers verändert wird.
Darüber hinaus kann die Regelung auch weitere Eingangsgrößen berücksichtigen. So kann beispielsweise der Füllstand des Silos, die Art des Schüttgutes, seine Feuchtigkeit, die Verteilung des Schüttgutes im Silo und/oder die Temperatur berücksichtigt werden.
Gemäß Anspruch 2 kann der Austragungsdurchsatz dabei ein vorgegebener Austragungsdurchsatz sein, der beispielsweise durch das Personal oder andere Entscheidungskomponenten direkt vorgegeben wird. Eine solche Vorgabe kann dabei beispielsweise auch die Stellung eines Austragungsdurchflussreglers beeinflussen.
Alternativ oder zusätzlich kann gemäß Anspruch 3 der Austragungsdurchsatz auch ein gemessener Austragungsdurchsatz sein. Eine solche Messung kann beispielsweise durch eine Waage und eine Zeitmessung realisiert werden. Auch Durchflussmesser sind vorstellbar. So kann beispielsweise unterhalb des zu beladenden Lkws eine Waage installiert werden und auf Basis dieser ein Austragungsdurchsatz indirekt durch die Gewichtszunahme des Lkws bestimmt werden. Auch können mehrere Messvorrichtungen, insbesondere in parallelen Austragungswegen, kombiniert werden, insbesondere additiv.
Bevorzugt wird in diesem Zusammenhang das Vorsehen einer Waage unterhalb eines Silos, durch die der Austragungsdurchsatz bestimmt wird.
Bevorzugt wird gemäß Anspruch 4 eine Veränderung des Solldrucks, auf Basis eines Unterschiedes eines vorgegebenen Austragungsdurchsatzes und eines gemessenen Austragungsdurchsatz. Als Unterschied kann hier die Differenz eines vorgegebenen Austragungsdurchsatzes und eines gemessenen Austragungsdurchsatz oder einer davon abgeleitete Größe verwendet werden. Bezüglich eines gemessenen beziehungsweise vorgegebenen Austragungsdurchsatz gilt oben ausgeführtes.
Insbesondere bevorzugt wird eine Regelung, bei der bei Wahl eines vorgegebenen Austragungsdurchsatzes und/oder einer Veränderung eines im Austragungsweg vorgesehenen Austragungsdurchflussreglers des Schüttguts, insbesondere eines Dosierschiebers, der Solldruck auf einen Eingangssolldruck gesetzt wird und der Solldruck im weiteren Verlauf bei konstantem vorgegebenen Austragungsdurchsatz und/oder unverändertem Austragungsdurchflussregler auf Basis eines Unterschiedes des/eines vorgegebenen Austragungsdurchsatzes und eines gemessenen Austragungsdurchsatz, insbesondere einer Differenz oder einem von einer Differenz abgeleiteten Wert, verändert wird. Bevorzug wird dabei einer Regelung des Solldrucks bei der ein Unterschied zwischen dem vorgegebenen Austragungsdurchsatzes und dem gemessenen Austragungsdurchsatz als Rückführgröße verwendet wird und der Solldruck als Stellglied so verändert wird, dass auf einen Unterscheid beziehungsweise eine Differenz geregelt wird, die möglichst gering ist.
Insbesondere wird eine Erhöhung des Solldrucks bei einem gemessenen Austragungsdurchsatz, der niedriger ist als der/ein vorgegebener Austragungsdurchsatz, bevorzugt. Insbesondere wird eine Senkung des Solldrucks bei einem gemessenen Austragungsdurchsatz, der höher ist als der/ein vorgegebener Austragungsdurchsatz, bevorzugt.
Auch wird es bevorzugt, bei einer Vorgabe eines Austragungsdurchsatzes zunächst mindestens einen, insbesondere alle, im verwendeten Austragungsweg des Schüttguts vorgesehenen Austragungsdurchflussreglers weit, insbesondere auf 70 bis 100 % seiner maximalen Öffnung, zu öffnen. Generell wird eine weite Öffnung mindestens eines, insbesondere aller, im verwendeten Austragungsweg des Schüttguts vorgesehenen Austragungsdurchflussreglers, insbesondere auf 70 bis 100 % seiner maximalen Öffnung, während der Austragung bevorzugt.
Mit Vorteil ist gemäß Anspruch 5 der mindestens eine Fluidisierungsbereich am Boden des Lager- und/oder Dosierungssilos angeordnet. Er ist vorteilhafterweise außerhalb eines Konus angeordnet.
Bevorzugt wird es des weiteren gemäß Anspruch 6, das Schüttgut beim Passieren des mindestens einen Austragungsweges zunächst durch einen Auslaufstutzen zu führen und von dort in einen Austragungsdurchflussregler fallen und/oder rutschen zu lassen und insbesondere zwischen Eintritt in den Auslaufstutzen und Austragungsdurchflussregler das Schüttgut zu entspannen. Durch ein solches Verfahren kann eine besonders energiesparende und schonende Austragung bewirkt werden.
Eine Entspannung kann dabei beispielsweise durch eine Querschnittsveränderung des Bereiches zwischen Eintritt in den Auslaufstutzen und Eintritt in den Austragungsdurchflussregler bzw. dem Austragungsdurchflussregler erfolgen.
Mit besonderem Vorteil wird gemäß Anspruch 7 so verfahren, dass je nach Austragungsdurchsatz und/oder je nach Stellung eines im Austragungsweg vorgesehenen Austragungsdurchflussreglers eine von mindestens zwei vorgehaltenen Regelcharakteristiken für die Regelung verwendet wird. So kann beispielsweise in Bereichen niedriger Austragungsdurchsätzen eine andere Regelcharakteristik eingesetzt werden, als beispielsweise in Bereichen hoher Austragungsdurchsätze. Auch können unterschiedliche Regelcharakteristiken für andere Umstände, beispielsweise in Abhängigkeit von der Befüllung des Silos oder der Verteilung des Schüttgutes innerhalb des Silos vorgehalten und entsprechend verwendet werden.
Mit besonderem Vorteil wird eine Vermessung der Höhenverteilung des Schüttgutes über die Oberfläche des Schüttgutes im Lager- und/oder die Dosierungssilos durchgeführt und in der Regelung berücksichtigt. Eine derartige Vermessung der Höhenverteilung der Oberfläche über die Oberfläche des Schüttgutes im Lagerungs- und Dosierungssilo, also die Erstellung eines entsprechenden Höhenprofils, kann beispielsweise durch optische Erfassungsmittel, insbesondere im Infrarotbereich, beispielsweise eine IR-Kamera oder einen IR-Scanner, durchgeführt werden. Andere Mittel zur Ermittlung einer entsprechenden Höhenverteilung, beispielsweise durch Ultraschall oder Laser sind dem Fachmann ebenfalls bekannt und können ebenfalls verwendet werden. Durch eine solche Erfassung der Höhenverteilung und Berücksichtigung dieser bei der Regelung kann eine besonders schonende Entladung erfolgen. Dadurch kann beispielsweise die Größe der entstehenden Tromben reduziert werden. Dies führt wiederum zu vermindertem Energieaufwand zur Austragung und zu geringerer Beanspruchung der Silowände. Die Regelung kann dabei derart erfolgen, dass eine gleichmäßige Füllhöhe bzw. eine Reduzierung der Tromben erreicht wird. So kann beispielsweise eine Austragung am Ort des höchsten Füllstandes durchgeführt werden.
Mit besonderem Vorteil erfolgt gemäß Anspruch 9 eine Vermessung der Höhenverteilung des Schüttgutes über die Oberfläche des Schüttgutes im Lager und Dosierungssilo und wird auf Basis der Vermessung eine Steuerung der Befüllung durchgeführt. Bezüglich der Vermessung gilt zu Anspruch 8 ausgeführtes. Die Steuerung der Befüllung kann beispielsweise durch Wahl verschiedener Befüllungsöffnungen durchgeführt werden. Die Steuerung der Befüllung bewirkt dabei ebenfalls eine gleichmäßigere Beanspruchung des Silos und kann auch die Trombenbildung reduzieren bzw. deren Größe verringern.
Mit besonderem Vorteil erfolgt die Austragung bei mehreren vorgesehenen Austragungswegen aus dem Lager und/oder Dosierungssilo so, dass die Austragung zeitgleich immer nur über einen Austragungsweg und/oder einen Auslaufstutzen durchgeführt wird und die Abfolge der Verwendung der Austragungswege/Auslaufstutzen insbesondere auf Basis einer Vermessung der Höhenverteilung des Schüttgutes über die Oberfläche des Schüttgutes im Lager und/oder Dosierungssilo durchgeführt wird. Dadurch kann die Belastung der Silowand weiter minimiert und die zur Austragung notwendige Energie reduziert werden. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, dass nach einer gewissen Zeit oder nach einer gewissen Austragungsmenge oder basierend auf einer Veränderung der Höhenverteilung die Austragung über einen Austragungsweg und/oder einen Auslaufstutzen gestoppt und anschließend über einen anderen Austragungsweg/Auslaufstutzen weitergeführt oder begonnen wird.
Mit besonderem Vorteil wird die Austragung gemäß Anspruch 11 bei Vorsehen von offenen und belüfteten Fluidförderrinnen für die Austragung mit beidseitig angrenzendem und in Richtung der Fluidförderrinne nach unten geneigte Fluidisierungsbetten derartig durchgeführt, dass während einer Austragung jeweils nur eine einzige offene und belüftbare Fluidförderrinne und lediglich eines der beiden beidseitig an die eine Fluidförderrinne angrenzenden Fluidisierungsbetten durch Beschickung mit Druckluft der Druckluftquelle betrieben wird und insbesondere bei weiterer Austragung nach einer vorgegebenen Austragungsmenge oder -zeitspanne bei Veränderung der Höhenverteilung die Beschickung der Fluidisierungsbetten mit Druckluft beendet wird und während weiterer Austragung anschließend bezüglich der anderen offen belüftbaren Fluidförderrinnen ebenso verfahren wird, wobei insbesondere einander benachbarte Fluidförderrinnen nicht unmittelbar nacheinander zur Entnahme angesteuert werden.
Gelöst wird die Aufgabe auch durch ein Verfahren zur Nachrüstung einer Druckluftsteuerung in einem Silo zum Lagern und/oder Dosieren von fluidisierfähigem Schüttgut, aufweisend mindestens einen die Austragung begünstigenden und/oder bewirkenden Fluidiserungsbereich und mindestes einem Austragungsweg, wobei der Fluidisierungsbereich mit Druckluft einer Druckluftquelle beschickt wird, wobei das Verfahren beinhaltet den Einbau einer Regelungseinheit aufweisend mindestens einen Vorgabeeingang zur Vorgabe eines Solldruckes, einen Eingangsgrößeneingang für die Zuführung einer Eingangsgröße und einen Stellausgang und wobei das Verfahren des Weiteren beinhaltet die Zuführung eines zum Druck der Druckluft korrelierenden Messsignals in den Eingangsgrößeneingang sowie Zuführung des Stellausganges zum Stellglied eines Stellgliedes an der Druckluftquelle sowie Zuführen eines auf einen Austragungsdurchsatz und/oder auf der Stellung eines im Austragungsweg vorgesehenen Austragungsdurchflussreglers basierenden Signals in den Vorgabeeingang.
Durch ein solches Nachrüstverfahren lassen sich die erfindungsgemäßen Vorteile auf einfache Weise auch in bestehenden Silos realisieren. Bezüglich der vorteilhaften Ausbildung und insbesondere auch bezüglich der Regelung und der Verfahrensführung gilt bezüglich der vorstehenden Ansprüche gesagtes bzw. in diesen ausgeführtes. Das Verfahren beinhaltet erfindungsgemäß, sofern einzelne Verfahrensschritte weitere bedingen, wie beispielsweise das Vorsehen einer Messeinheit zur Generierung des Messsignals oder das Vorsehen eines Stellgliedes einer Druckluftquelle insbesondere auch diese Vorgänge. Für die Verfahrensschritte der Austragung können Steuereinheiten, die zur Durchführung und/oder Steuerung der Verfahrensschritte eingerichtet sind, vorgesehen werden.
Gelöst wird die Aufgabe auch durch ein Silo zum Lagern und/oder Dosieren von fluidisierfähigem Schüttgut, aufweisend mindestens einen die Austragung begünstigenden und/oder bewirkenden Fluidisierungsbereich und mindestens einen Austragungsweg, wobei der Fluidisierungsbereich zur Beschickung mit Druckluft mit einer Druckluftquelle gekoppelt ist, wobei die Druckluftquelle steuerbar ist und eine Regelungseinheit vorgesehen ist, welche einen Vorgabeeingang zur Vorgabe eines Solldruckes, einen Eingangsgrößeneingang für die Zuführung einer Eingangsgröße und einen Stellausgang beinhaltet und wobei eine Messeinrichtung zum Messen des Druckes der Druckluft mit dem Eingangsgrößeneingang gekoppelt ist und der Stellausgang mit der Druckluftquelle gekoppelt ist, wobei der Vorgabeeingang mit einer Austragungsdurchsatzermittlungs- und/oder Vorgabeeinheit und/oder mit einem Austragungsdurchflussregler gekoppelt ist. Bezüglich der einzelnen Vorrichtungen bzw. der insbesondere vorteilhaft vorzusehenden Verfahrensführung wird insbesondere auf die vorstehenden Ansprüche und die diesbezüglichen Erläuterungen verwiesen. Alle entsprechenden vorteilhaften verfahrensgemäßen Merkmale lassen sich durch Vorsehen entsprechender Mittel auch in einem erfindungsgemäßen Silo realisieren. Insbesondere werden entsprechende Steuerungseinheiten vorgesehen, die eingerichtet sind die entsprechenden Verfahrensschritte durchzuführen bzw. zu steuern.
Mit besonderem Vorteil beinhaltet gemäß Anspruch 14 der mindestens eine Austragungsweg ein im Bereich der Silowand, insbesondere der Wand zwischen Silo und Konus, angeordneten Auslaufstutzen und ist insbesondere ein Austragungsdurchflussregler unterhalb des Auslaufstutzen angeordnet. Durch eine solche Anordnung kann eine besonders effiziente und schonende Austragung durchgeführt werden, die insbesondere auch die Schwerkraft weitestgehend zur Austragung ausnutzt.
Mit besonderem Vorteil wird gemäß Anspruch 14 zwischen Eintritt in den Auslaufstutzen und Austragungsdurchflussregler eine lokale Verjüngung des Austragungsweges vorgesehen. Insbesondere wird eine solche Verjüngung vorgesehen, die zu einer Entspannung des Schüttgutes führt. Eine solche Verjüngung kann auf verschiedene Art und Weisen geformt sein. Insbesondere sind Kanten zu vermeiden. Es können beispielsweise halbelipsoidförmige Vorsprünge in den Austragungsweg vorgesehen werden.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen und positive Effekte sollen rein exemplarisch und nicht abschließend anhand der rein schematischen Figuren aufgezeigt werden. Dabei zeigen die Figuren:

Fig. 1: eine Ansicht eines Silos;
Fig. 2: eine schematische Darstellung der Regelung;
Fig. 3: eine Ansicht auf eine Schüttgutoberfläche;
Fig. 4: einen Querschnitt durch einen Teil eines Silos;
Fig. 5: eine Aufsicht auf einen Bereich eines Silobodens.

Fig. 1 zeigt ein teilweise freigestelltes Silo. Zu erkennen ist die umgebende Silowand 1 und ein zentraler Konus 2. Unterhalb des im Silo befindlichen Lageraumes ist eine Einfahrt 4 gezeigt, durch die das Befahren des Innenraumes zur Befüllung von beispielsweise Lkws möglich ist. Im Inneren des Silos ist neben dem Konus 2 der Siloboden 20 zu erkennen, der teilweise einen Fluidisierungsbereich 7 aufweist. Desweiteren zu erkennen sind Auslaufstutzen 19, durch die die Austragung aus dem Silo stattfindet. Zu erkennen ist auch, dass der Siloboden 20 zu den Auslaufstutzen 19 hin abschüssig verläuft.
Fig. 2 zeigt eine zur Veranschaulichung zweigeteilte schematische Darstellung des Silos und der erfindungsgemäßen Vorrichtungen bzw. Verfahrensweise. Im oberen Bereich ist gezeigt ein Querschnitt durch ein Silo. Im unteren Bereich ist gezeigt die Aufsicht auf den Siloboden 20 des oben gezeigten Silos. Daneben gezeigt sind entsprechende Leitungsanordnungen und weitere Elemente, die jedoch innerhalb des Silos integriert sein können und in der Regel sind. Sie wurden lediglich zur Veranschaulichung auf diese Art und Weise dargestellt.
Im oberen Bereich zu erkennen ist ein Silo mit Silowänden 1. Es ist teilweise mit Schüttgut 3 befüllt und weist einen zentralen Konus 2 auf. Im unteren Bereich des Konus 2 angeordnet in der Nähe des Silobodens 20 sind Auslaufstutzen und daran anschließend Dosierschieber 6 vorgehen. Sie sind Bestandteil des Austragungsweges 9. Der Austragungsweg 9 ermöglicht in diesem Fall die Austragung in zwei unterschiedliche Ziele. Zum einen ist hier die Befüllung eines Lkws gezeigt. Zum anderen wird ausgetragen in eine Förderanlage, die eine Durchflussmesser 10 beinhaltet. Im Bodenraum unterhalb des Silos, der befahren werden kann und nicht den Siloboden 20 darstellt, ist eine Waage 5 beinhaltet, durch die die Befüllung des gezeigten Lkws gemessen werden kann und auf Basis deren Messwerte ein Austragungsdurchsatz in den Lkw bestimmt werden kann. Somit kann durch Addition der Austragungsdurchsätze in den Lkw und durch den Durchflussmesser 10 der Gesamtaustragungsdurchsatz aus dem Silo bestimmt werden. Dieser wird in eine Regeleinheit geführt. Ebenfalls gemessen wird die Stellung der Dosierschieber 6, über die eine Information ebenfalls in die Regeleinheit 11 geführt wird. Desweiteren gezeigt ist IR-Scanner 21 zur Erstellung eines Oberflächenbildes bzw. der Bestimmung einer Füllhöhenverteilung über die Oberfläche des Schüttgutes 3. Diese Information wird ebenfalls in die Regeleinheit 11 geführt. Darüber hinaus gezeigt ist im unteren Bereich ein Verdichter 14 mit Motor 15 und zugeordnetem Frequenzumrichter 16 zur stellenden Ansteuerung des Motors 15. Darüber hinaus zu erkennen ist eine Druckmesseinrichtung 17, deren Messergebnisse ebenfalls in die Regeleinheit 11 geführt werden. Aus der Regeleinheit 11 wird als Stellgröße hinausgeführt die Ansteuerung für den Freuqenzumrichter 16.
Darüber hinaus zu erkennen sind Leitungen, die den Verdichter 14 mit den Fluidisierungsbereichen 7 im Silobodenbereich 20 verbinden. Dazwischen angeordnet sind steuerbare Ventile 18, durch die einzelne Fluidisierungsbereiche separat belüftet werden können.
Somit kann über die Regeleinheit 11 und den Frequenzumrichter 16 die vom Verdichter 14 abgegebene Luftmenge geregelt werden. Durch die Druckmesseinrichtung 17 wird der dadurch entstehende Druck der Druckluft bestimmt basierend auf dieser Größe und der Information über die Stellung der Dosierschieber 6 und im Austragungsdurchsatz kann eine Regelung des Druckes der Druckluft durchgeführt werden. Dadurch kann beispielsweise bei niedrigen Austragungsraten die Menge der verdichteten Luft deutlich reduziert werden und dadurch nicht nur Energie eingespart, sondern auch Beschädigungen am Austragungsweg 9 vorgebeugt werden. Denn werden nur vergleichsweise geringe Mengen ausgetragen und wird trotzdem bei verdichteten Luftmengen für den Höchstaustragungsdurchsatz gearbeitet, so treten die eher geringen Austragungsmengen mit sehr viel Druckluft zusammen in den Austragungsweg ein und bedingen dadurch häufig starke Abnutzungen bzw. Beschädigungen im Austragungsweg 9, beispielsweise im Dosierschieber 6 oder in nachgelagerten Rohren.
Fig. 3 zeigt eine Aufsicht auf Schüttgut 3 in einem Silo. Zu erkennen ist eine Silowand 1 und das darin befindliche Schüttgut 3. Die Oberfläche des Schüttgutes 3 ist nicht eben, sondern bildet sogenannte Tromben 22 oder Fließtrichter aus. Derartige Höhenverteilungen können durch eine entsprechende Oberflächenvermessung erkannt werden. Dadurch kann auch die Größe, insbesondere der Durchmesser, der Tromben 22 bestimmt werden und die Austragung und/oder Befüllung daran orientiert werden.
Fig. 4 zeigt eine Detailansicht als Schnitt durch das Silo. Zu erkennen ist eine Silowand 1 und ein Konus 2. Ebenfalls gezeigt ist ein Siloboden 20 mit darauf angeordnetem Fluidierungsbereich 7. Im Bereich des Silobodens 20 an der Wand des Konus 2 ist ein Auslaufstutzen 19 zu erkennen. Dieser mündet über ein Rohr in einen Dosierschieber 6. Von da aus führt der Austragungsweg in ein Austragungsrohr 8. Zu erkennen ist, dass die weitere Austragung unterhalb des Auslaufstutzens 19 durchgeführt wird und insbesondere der Dosierschieber 6 unterhalb des Auslaufstutzens 9 angeordnet ist. So kann das Schüttgut aus dem Auslaufstutzen durch die Schwerkraft in das Austragungsrohr 8 verbracht werden bzw. fallen oder rutschen.
Fig. 5 zeigt einen Ausschnitt einer Aufsicht auf einen Siloboden 20 und einen Konus 2. Zu erkennen sind ein Auslaufstutzen 19 sowie Fluidisierungsbetten 13. Eine Fluidförderrinne 12 und die Fluidisierungsbetten 13 bilden einen Fluidisierungsbereich aus. Jeweils beidseitig der Fluidförderrinnen 12 sind zwei Reihen von Fluidisierungsbetten 13 angeordnet. Die Neigung des Silobodens kann dabei in Anlehnung an Fig. 1 verstanden werden. Der Siloboden 20 ist jeweils zu der Fluidisierungsrinne 12 hin abschüssig geneigt. Auch die Fluidisierungsrinne 12 ist in Richtung der Auslaufstutzen 19 nach unten geneigt.
Zur Entnahme können nun verschiedene Fluidisierungsbetten 13 und Fluidisierungsrinnen 12 angesteuert werden. Bevorzugt wird jedoch die Ansteuerung von nur einer Fluidisierungsrinne 12 und der auf einer Seite der jeweils angesteuerten Fluidisierungsrinne 12 gelegenen zwei Reihen von Fluidisierungsbetten 13. Mit Vorteil werden ausschließlich Fluidisierungsbetten 13 angesteuert, die einer Fluidisierungsrinne zugeordnet sind und auf einer Seite der Fluidisierungsrinne 12 angeordnet sind. Die Zuordnung erfolgt dabei dadurch, dass die Fluidisierungsbetten 13 bzw. der Siloboden 20 in diesem Bereich in Richtung der Fluidisierungsrinne 12 abschüssig geneigt ist.
Weitere vorteilhafte Ausbildungen lassen sich durch den Fachmann in dem jeweiligen Anwendungszweck angepasst auffinden.

Bezugszeichenliste

1: Silowand
2: Konus
3: Schüttgut
4: Einfahrt
5: Waage
6: Dosierschieber
7: Fluidisierungsbereich
8: Austragungsrohr
9: Austragungsweg
10: Durchflussmesser
11: Regeleinheit

12: Fluidförderrinne
13: Fluidförderbett
14: Verdichter
15: Motor
16: Frequenzumrichter
17: Druckmesseinrichtung
18: Ventil
19: Auslaufstutzen
20: Siloboden
21: IR Scanner
22: Trombe

Claims

Verfahren zur gesteuerten Austragung durch mindestens einen Austragungsweg (9) von fluidisierbarem Schüttgut (3) aus einem Lager- und/oder Dosierungssilo, aufweisend mindestens einen die Austragung begünstigenden und/oder bewirkenden Fluidisierungsbereich (7), wobei der Fluidiersierungsbereich (7) mit Druckluft einer Druckluftquelle (14,15,16) beschickt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckluftquelle (14,15,16) steuerbar ist und dass eine Regelung des Drucks der Druckluft durchgeführt wird, bei der der Druck der Druckluft als Rückführgröße gemessen (17) und die Druckluftquelle (14,15,16) als Stellglied so geregelt wird, dass der Druck der Druckluft auf einen Solldruck geregelt wird, wobei der Solldruck abhängig vom Austragungsdurchsatz und/oder von der Stellung eines im Austragungsweg vorgesehenen Austragungsdurchflussreglers (6) des Schüttguts (3) gewählt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Austragungsdurchsatz ein vorgegebener Austragungsdurchsatz ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Austragungsdurchsatz ein gemessener Austragungsdurchsatz ist.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Solldruck in Abhängigkeit von einem Unterschied zwischen einem gemessenen Austragungsdurchsatz und einem vorgegebenen Austragungsdurchsatz verändert wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluidiersierungsbereich (7) am Boden (20) des Lager- und/oder Dosierungssilos angeordnet ist.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schüttgut (3) beim Passieren des mindestens einen Austragungswegs (9) zunächst durch eine Auslaufstutzen (19) geführt wird und von dort in einen Austragungsdurchflussregler (6) fällt und/oder rutscht und insbesondere zwischen Eintritt in den Auslaufstutzen (19) und Austragungsdurchflussregler (6) entspannt wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass je nach Austragungsdurchsatz und/oder je nach Stellung eines im Austragungsweg (9) vorgesehenen Austragungsdurchflussreglers (6) eine von mindestens zwei vorgehaltenen Regelcharakteristiken für die Regelung verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vermessung (21) der Höhenverteilung des Schüttgutes (3) über die Oberfläche des Schüttgutes (3) im Lager- und/oder Dosierungssilo durchgeführt und in der Regelung berücksichtigt wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vermessung (21) der Höhenverteilung des Schüttgutes über die Oberfläche des Schüttgutes (3) im Lager- und/oder Dosierungssilo durchgeführt und auf Basis der Vermessung (21) eine Steuerung der Befüllung durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Austragungswege (9) aus dem Lager- und/oder Dosierungssilo vorgesehen sind und die Austragung zeitgleich immer nur über einen Austragungsweg (9) durchgeführt wird und die Abfolge der Verwendung der Austragungswege (9) insbesondere auf Basis einer Vermessung (21) der Höhenverteilung des Schüttgutes über die Oberfläche des Schüttgutes im Lager- und/oder Dosierungssilo durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Fluidisierungsbereich offene und belüftbare Fluidförderrinnen (12) mit beidseits angrenzenden und in Richtung der Fluidisierungsrinnen (12) nach unten geneigten Fluidisierungsbetten (13) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass während einer Austragung jeweils nur eine einzige offene und belüftbare Fluidförderrinne (12) und lediglich eines der beiden beidseitig an die eine Fluidförderrinne (12) angrenzenden Fluidisierungsbetten (13) durch Beschicken mit der Druckluft der Druckluftquelle (14,15,16) betrieben wird und insbesondere bei weiterer Austragung nach einer vorgegebenen Entnahmemenge, Zeitspanne und/oder Änderung der Höhenverteilung die Beschickung beendet wird und während weiterer Austragung anschließend bezüglich der anderen offenen und belüftbaren Fluidförderrinnen (12) nacheinander ebenso verfahren wird, wobei insbesondere einander benachbarte Fluidförderinnen (12) nicht unmittelbar nacheinander zur Entnahme angesteuert werden.
Verfahren zur Nachrüstung einer Druckluftsteuerung in einem Silo zum Lagern und/oder Dosieren von fluidisierfähigem Schüttgut (3), aufweisend mindestens einen die Austragung begünstigenden und/oder bewirkenden Fluidisierungbereich (7) und mindestens einen Austragungsweg (9), wobei der Fluidiersierungsbereich (7) mit Druckluft einer Druckluftquelle (14,15,16) beschickt wird, beinhaltend den Einbau einer Regelungseinheit (11) aufweisend mindestens einen Vorgabeeingang zur Vorgabe eines Solldrucks, einen Eingangsgrößeneingang für die Zuführung einer Eingangsgröße und einen Stellausgangs und Zuführung eines zum Druck der Druckluft korrelierenden Messsignals in den Eingangsgrößeneingang sowie Zuführung des Stellausgangs zum Stellglied (16) eines Stellgliedes (16) an der Druckluftquelle (14,15,16) sowie Zuführen eines auf einem Austragungsdurchsatz und/oder auf der Stellung eines im Austragungsweg vorgesehenen Austragungsdurchflussreglers (6) basierenden Signals in den Vorgabeeingang.
Silo zum Lagern und/oder Dosieren von fluidisierfähigem Schüttgut (3) aufweisend mindestens einen die Austragung begünstigenden und/oder bewirkenden Fluidisierungbereich (7) und mindestens einen Austragungsweg (1), wobei der Fluidiersierungsbereich (7) zur Beschickung mit Druckluft mit einer Druckluftquelle (14,15,16) gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckluftquelle steuerbar ist und eine Regelungseinheit (11) vorgesehen ist, beinhaltend einen Vorgabeeingang zur Vorgabe eines Solldrucks, einen Eingangsgrößeneingang für die Zuführung einer Eingangsgröße und einen Stellausgang und dass eine Messeinrichtung (17) zum Messen des Drucks der Druckluft mit dem Eingangsgrößeneingang gekoppelt ist und der Stellausgang mit einem Stellglied (16) der Druckluftquelle (14,15,16) gekoppelt ist und dass der Vorgabeeingang mit einer Austragungsdurchsatzermittlungs- und/oder -vorgabeeinheit (5,10) und/oder mit einem Austragungsdurchflussregler (6) gekoppelt ist.
Silo nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Austragungsweg (9) einen im Bereich der Silowand (1) angeordneten Auslaufstutzen (19) aufweist und ein Austragungsdurchflussregler (6) unterhalb des Auslaufstutzen (19) angeordnet ist.
Silo nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Eintritt in den Auslaufstutzen (19) und Austragungsdurchflussregler (6) eine lokale Verjüngung des Austragungsweges (9) vorgesehen ist.