FI91380C - Tapa siilosta poistettavan jauhemaisen materiaalin liiallisen juoksevuuden estämiseksi - Google Patents

Description

i 91380

TAPA SIILOSTA ΡΟISTETTAVAN JAUHEMAISEN MATERIAALIN

LIIALLISEN JUOKSEVUUDEN ESTÅMISEKSI

Tåmå keksinto kohdistuu tapaan poistaa jauhemainen materiaali normaalipaineessa toimivasta siilosta siten, ettå jauhemainen materiaali siirtyy siilon alapuolella olevalle kuljettimelle tasaisesti ja hallitusti. Keksinnon mukaisen tavan avulla poistetaan siilon alaosaan jauhemaisen materiaalin joukkoon tullut ilma tai muu kaasu, joka aiheuttaa materiaalin liiallista juoksevuutta eli fluidaamista.

Jauhemaisen tai pulverimaisen materiaalin liiallisella juoksevuudella eli fluidaamisella tarkoitetaan sitå, ettå siilon alapuolelta kuljettimen avulla poistettava materiaali ei poistukaan siilosta normaalisti kuljettimelle siinå mååråsså mitå kuljettimelle mahtuu, vaan jauhemainen materiaali kåyttåytyy åkillisesti nesteen tavoin; se virtaa jokaisesta mahdollisesta aukosta ulospåin. Jos tåmå fluidausilmid ei jostakin syystå pysåhdy, se aikaansaa koko siilon nopean tyhjenemisen. Kuljettimelta jauhemainen materiaali virtaa joko seuraavaan såilioon, uuniin, tms..

On ymmårrettåvåå, ettå tåmå åkillinen, laskettua moninkertaisesti suuremman jauhemaisen materiaalimåårån virtaus aiheuttaa suuria håirioitå. Esim. rikasteen syottosiilon åkillinen £luidaus aiheuttaa sen, ettå alapuolella olevaan sulatusuuniin virtaa normaalia moninkertaisesti suurempi måårå rikastetta, joka ei ehdi sulamaan ja reagoimaan ennen kuin se laskeutuu uunin pohjalle kuten normaalisti tapahtuu, vaan sulamaton rikaste aiheuttaa kiintoainekasvannaisia eri puolille uunia ja sekoittaa uunin normaalitoiminnan pitkåksi aikaa.

2

On todettu, ettå yksi fluidaamista aikaansaava ilmio on holvautuminen, sillå tålloin siiloon muodostuu ilmataskuja. Kun jauhemainen materiaali låhtee purkautumaan holvautuneesta tilasta, se purkautuu usein humahdusmaisesti ja kåyttåytyy tålloin nesteen tavoin eli fluidaa. Holvautumista ja sen seurauksena esiintyvåå fluidaamista on pyritty eståmåån muotoilemalla siiloa ja erityisesti sen alaosaa ja syottoaukkoa siten, ettå ne varmistaisivat materiaalin tasaisen juoksevuuden. Siilon muotoon vaikuttava tekijå on kuitenkin myos tila, johon siilo sijoitetaan. Jos siilo pitåå sijoittaa esim. sulatusuunin ylåpuolelle, on selvåå, ettå siitå ei haluta tehdå kovin korkeaa, vaikka se materiaalin virtaamisen kannalta voisi olla edullista, koska siilon korkeus ratkaisee koko ympåroivån rakennuksen korkeuden. Holvautumista on myos pyritty eståmåån sijoittamalla siilon sisåån erilaisia kartioita, ns. kiinalaishattuja. Nåiden lisåksi on kåytetty mm. siilon maadoitusta ja tåristystå. Kuitenkin on todettu, ettå millåån nåistå keinoista, yksin tai yhdesså, ei ole pystytty tåysin eståmåån fluidaamista.

Toisena hallitsemattoman fluidauksen haittavaikutusten poistamiskeinona on kåytetty hallittua fluidausta. Eras tapa hallitun fluidauksen aikaansaamiseksi on syottåå siiloon niin paljon leijutuskaasua, ettå koko tavaramåårå leijuu ja materiaali poistetaan siilosta ylivuotona. Toinen tapa kåyttåå hallittua fluidausta on paineistaa siilo, jolloin materiaali poistuu fluidaamalla ja se johdetaan eteenpåin pumppujen kautta kuten neste. Tapa on epåilemåttå kåyttokelpoinen, mutta kuten alan ammattimiehelle on selvåå, paineenkeståvien laitteiden rakentaminen on varsin kallista, eikå paineenkeståviå laitteita yleenså kåytetå bulkkitavaralle. Em. tapaa on kuvattu mm. patenttijulkaisuissa DE 26 19 993 ja US 4 239 421.

91380 3

Pitkåaikaisten tutkimusten jålkeen on todettu, mikå on syynå siilojen fluidausongelmaan sekå yllåttåvån yksinkertainen tapa eståå se. Keksinnon olennaiset tunnusmerkit kåyvåt esille oheisista vaatimuksista.

Kuten edellå jo todettiin, holvautumista aiheuttaa, paitsi itse materiaalista johtuvat seikat (såhkoisyys, kosteus, patjan rakeiden vålitilan ilma jne), siiloon muodostuvat ilmataskut. Tåmån lisåksi on nyt huomattu, ettå nåhtåvåsti suurin fluidausta aiheuttava tekijå on tyhjån kuljettimen siilon alaosaan tuoma ilma tai muu kaasu, joka aiheuttaa siilossa olevan hienojakoisen materiaalin ilmastumisen. Aikaisemmin tåmå ei ole ollut niin suuri ongelma, koska siilot ja kuljettimet eivåt ole olleet kovin tiiviitå, ja ilma on pååssyt purkautumaan siilon ja kuljettimen raoista. Koska nykyisin nåmå laitteistot ovat ympåristohygienian takia tiiviitå, ainoa poistumistapa ilmalle on purkautua siilomateriaalin låpi ja tåmå aiheuttaa materiaalin ilmastumisen - ja fluidaamisen. Toinen fluidausta nykyisin ediståvå seikka on se, ettå esim. liekkisulatuksessa kåytettåvå rikaste on muuttunut raekooltaan entistå hienojakoisemmaksi, suorastaan polymåiseksi ja ilman sekoittuminen hyvin hienojakoiseen materiaaliin aiheuttaa entistå helpommin fluidauksen.

Keksintoå selostetaan låhemmin seuraavien piirustusten avulla, joissa kuva 1 on periaatepiirros syottosiilojårjestelmåstå ja kuva 2 on kuvassa 1 olevan osittaisleikkauksen A suurennos.

Siilossa 1 olevan hienojakoisen materiaalin purkaminen hallitusti ilman fluidausta voidaan tåmån keksinnon mukaisesti nyt eståå johtamalla siilon alaosassa oleva ja sinne tuleva, ja erityisesti kuljettimen 2 mukanaan tuoma ilma siiloon sijoitettujen kanavien 3 kautta siilon alaosasta siilon ylåosaan, materiaalipatjan pinnan 4 4 ylåpuolelle. Tållå tavoin siis estetåån hienojakoisen materiaalin 5 ja ilman 6 sekoittuminen keskenåån siilossa eli materiaalin ilmastuminen. Ilman johtaminen siilon ylåosaan on edullista, koska on selvåå, ettå ilman mukana kulkeutuu aina myos hienojakoista materiaalia, ja polypitoisen ilman 7 johtaminen ulkotilaan ei ole suotavaa. On tietenkin selvåå, ettå edellåesitetty piirros ei rajoita kanavien 3 sijaintia, vaan olosuhteiden niin salliessa kanavat voidaan johtaa kulkemaan osittain myos siilotilan ulkopuolella.

Tåmån yksinkertaisen tavan mukaisesti voidaan siis eståå atmosfåårisesså paineessa toimivasta, mahdollisesti avoimesta siilosta poistettavan hienojakoisen materiaalin fluidaus. Vaikka ratkaisu tuntuu hyvin yksinkertaiselta, on kuitenkin huomattava, ettå ongelmaan on ainakin viimeisen kymmenen vuoden aikana etsitty kuumeisesti ratkaisua siinå kuitenkaan onnistumatta.

Vaikka keksinnon mukaista tapaa on tåsså kuvattu metallurgiaan liittyvien kuvausten ja esimerkkien avulla, on selvåå, ettå esitetty keksinto liittyy kaikkeen muuhunkin tekniikkaan, misså fluidaus vaikeuttaa hienojakoisen materiaalin poistamista siilosta. Oheisessa esimerkisså on kuljettimena kåytetty kolakuljetinta, mutta on selvåå, ettå keksinnon mukainen ratkaisu toimii yhtå hyvin kun kyseesså on esim. ruuvikuljetin.

Nyt keksityn tavan tehokkuus voidaan todeta oheisen esimerkin avulla:

Liekkisulatusuunin syottosiilo sijaitsee uunin ylåpuolella siten, ettå rikaste poistetaan siilosta sen alapuolelle sijoitetulle kolakuljettimelle. Syottosiilo on poikki-leikkaukseltaan suorakaiteen muotoinen ja kapenee alaosastaan kolakuljettimen leveyden edellyttåmåksi raoksi.

91380 5

Kuljettimelta rikaste syotetåån alapuolella olevaan liekkisulatusuuniin, jossa se uunin ylåosassa sijaitsevan rikastehajottimen ympårillå sekoittuu happipitoisen kaasun kanssa. Rikastepartikkelit sulavat uunissa, yleenså jo sen ylåosassa, reagoivat hapen ja muiden uuniin syotettåvien lisåaineiden kanssa ja putoavat sulapisaroina uunin pohjalle muodostaen sinne kivi- ja kuonakerroksen.

Syottotavaran putoaminen siilosta kuljettimelle epåtasaisina humahduksina aiheuttaa ensinnåkin epåtasaista rikastesyottoå uuniin, jolloin happi-rikastesuhde ei pysy oikeana, koska happisyotto ei pysty seuraamaan nopeita rikastemåårån vaihteluita. Toisena seurauksena on, ettå rikastesyottoå uuniin joudutaan rajoittamaan, koska fluidausta esiintyy herkenunin kun rikastemåårå kasvaa. Jopa kolmas osa uunin optimisyotostå voidaan joutua våhentåmåån fluidauksen eståmiseksi. Jos fluidaavan rikasteen virtaus pysåhtyy jossakin syottokuljettimen kohdassa, on seurauksena yleenså kuljettimen tukkeentuminen, varmuus-tappien katkeaminen ja puhdistuksen aiheuttama tuotanto-katkos. Jos hallitsematon virtaus ulottuu rikaste-hajottimelle asti, voi seuraksena olla jopa koko syotto-siilon tyhjeneminen, kuohuntaa uunissa ja rikastekasan syntyminen alauuniin, jolloin normaalituotantoon pååseminen keståå useampia vuorokausia. Jos syottoseoksen måårå laskee puoleen siilotilavuudesta, seos fluidisoituu myos herkåsti ja tåtå on pyritty vålttåmåån pitåmållå syottosiiloa låhes tåysinåisenå.

Aikaisemmin, kun siilosta tulevan materiaalin fluidautumisen syitå ei ollut vielå pystytty ratkaisemaan eikå poistamaan, pienempiå fluidauksesta johtuvia humahduksia tapahtui låhes påivittåin ja suurempia, uunin pohjalle rikastekasan kerååviå fluidauksia ainakin kerran kuukaudessa. Namå aiheuttivat huomattavat tuotantotappiot.

6

Kun syottosiilo varustettiin keksinnon mukaisilla, siilon sisåpuolelle sijoitetuilla, kolakuljettimelta siilon ylåosaan ulottuvilla kanavilla, loppui fluidaus tåysin. Kun myohemmin fluidausta jalleen esiintyi, voitiin syyksi todeta ilmakanavien tukkeentuminen. Kanavien puhdistuksen jålkeen fluidausta ei ole esiintynyt. Kanavat ovat olleet toiminnassa usearoman vuoden.

Claims (5)

91380

1. Tapa poistaa hienojakoinen, jauhemainen materiaali siilosta tasaisesti ja hallitusti ilman materiaalin fluidaamista, tunnettu siitå, ettå atmos-fååriolosuhteissa toimivissa laitteissa kuljettimen (2) siilon (1) alaosaan tuoman ilman tai muun kaasun sekoit-tuminen jauhemaiseen, hienojakoiseen materiaaliin (5) estetåån poistamalla kaasu (6) kanavien (3) kautta, jotka alkavat siilon alaosassa kohdasta, jossa jauhemainen materiaali purkautuu kuljettimelle, ja ulottuvat siilon ylåosaan, materiaalipatjan pinnan (4) ylåpuolelle.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tapa, tunnettu siitå, ettå siilon alaosassa oleva ilma tai muu kaasu (6) poistetaan siilotilassa sijaitsevien kanavien (3) kautta.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tapa, tunnettu siitå, ettå siilon alaosassa oleva ilma tai muu kaasu (6) poistetaan kanavien (3) kautta, jotka osittain ovat siilon ulkopuolisessa tilassa.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tapa, tunnettu siitå, ettå kuljetin (2) on kolakuljetin.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tapa, tunnettu siitå, ettå kuljetin (2) on ruuvikuljetin.