DE2318560C2 - Silo zum Speichern und Entnehmen von schüttfähigem, jedoch schwerfließendem Gut - Google Patents

Description

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durch Einbauten geeigneter Formgebung eine Brücken- damit sehr hohen Kräften ohne zusätzliche Abstützbildung beim Entnehmen von gespeichertem, schwer- maßnahmen sicher aufnehmen,
fließendem Schüttgut zu vermeidea Der Neigungswinkel der Trichterinnenflächen gegen

Die Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Silo die Horizontale soll möglichst groß sein, um eine wirkgemäß der Erfindung nach den kennzeichnenden Merk- 5 same Bremsreibung auf das Schüttgut zu ermöglichen, malen des Patentanspruches 1 gelöst Zur sicheren Aufrechterhaltung eines störungsfreien

Vorteilhafte weitere Ausgestaltungen der Erfindung Gravitationsflusses beträgt dieser Winkel vorzugsweise

sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bis zu etwa 20%, im Falle besonders schwerfließender

Trichterförmige, übereinanderliegend angeordnete Stoffe bis zu etwa 40%.

Einbauten sind an sich bei großvolumigen zylindrischen io Nach einer bevorzugten Ausführungsform sind die

Gefäßen bekannt, die zur Behandlung von Weizen mit Trichterwände, insbesondere in ihrer Anordnung in ei-

Wasserdampf im Durchlaufverfahren dienen (US-PS nem Silo zylindrischen Querschnitts, bei kegelstumpf-

5 75 550). Die Trichter und zusätzliche, nach oben ver- förmigen Trichtern so ausgebildet, daß der untere, die

jungte Konuskörper dienen dazu, die Verweildauer des Trichter-Auslaßöffnung begrenzende Rand jeweils in

stetig schleierartig nach unten fallenden Korngutes im 15 einer die Siloachse schräg schneidenden Ebene liegt

Durchlaufgefäß zu vergrößern. Das Gut wird darum auf Dies gestattet auf einfache Weise, die Auslauföffnungen

seinem Weg von der oben liegenden Eintrittsöffnung bis der Trichter hinsichtlich ihrer Mittelachsen gegeneinan-

zu der im Querschnitt größeren Austrittsöffnung mehr- der seitlich versetzt anzuordnen. Dadurch wird ein

fach umgelenkt Dabei soll auch eine Klumpenbildung Kernfluß verändert, der zur Schüttgutentmischung füh-

vermiedeE werden, wofür im untersten Trichter ein 20 ren könnte.

Doppelkonus angeordnet ist Das Problem der Brücken- Dabei können die Mittelachsen der AusLuföffnungen

bildung tritt bei dieser Anlage jedoch nicht auf, weil das derart seitlich versetzt zur Siloachse verlaufen, daß sie

rieselfähige Gut stets im freien Fall durch das Gefäß am Umfang eines die Siloachse umgebenden gedachten

hindurch gelangt und dabei lediglich umgelenkt, aber Zylinders verteilt sind. Infolge der gegeneinander ver-

nicht gespeichert wird. Es kann sich darum auch keine 25 setzten Lage der Mittelachsen der Trichter-Auslauföff-

Böschung ausbilden, so daß ein kritischer Wert des nungen werden auch horizontale Fließbewegungen in-

Trichterwinkels zum spezifischen Schüttwinkel des Gu- nerhalb des Silos erzeugt, wodurch sich eine zusätzliche

tes nicht existiert Aktivität innerhalb der gesamten Schüitgutsäule ergibt

Demgegenüber sind die Einbauten gemäß der Erfin- Vorteilhaft wird die Anzahl der in den Silo einzubaudung für einen Silo der eingangs erörterten Art be- 30 enden Trichter bei Aufrechterhaltung eines guten Fließstimmt und zur Lösung der gestellten Aufgabe als Trich- verhaStens dadurch minimiert, daß der Abstand der ter ausgebildet, deren Innenflächen in ihrem Neigungs- übereinanderliegenden Trichter bei größerem spezifiwinkel an den Schüttwinkel des Gutes angepaßt ist Da schem Schüttgewicht des Schüttgutes geringer und bei dieser Neigungswinkel um mindestens 5% größer ist als geringerem spezifischem Schüttgewicht größer gehalder Schüttwinkel des jeweiligen gespeicherten Gutes, 35 ten ist

ist eine rückstandsfreie Entleerung des Silos gewährlei- Die senkrechte Abzugsvorrichtung reicht vorteilhaft stet wobei aber trotzdem durch Wahl des Neigungswin- bis in den Bereich der Eintrittsöffnung des.- Ai'slauftrichkels eine genügend große Verzögerung der Gutbewe- ters nach oben und erfaßt somit das im Auslauftrichter gung an den Trichterwänden, also im Randbereich der gesammelte Schüttgut im wesentlichen über dessen ge-Gutsäule erreicht wird. Die im Auslauftrichter angeord- 40 samtf Höhe. Dabei beträgt der wirksame Querschnitt nete senkrechte Abzugsvorrichtung unterstützt die Ab- der Abzugsvorrichtung im Bereich der Entnahmevorwärtsbewegung des Gutes im zentralen Bereich der richtung etwa ein Fünftel von deren Querschnitt Die Gutsäule und erzeugt eine zentrale Zone geringerer Abzugsvorrichtung ist dadurch nur gering belastet Sie Verdichtung bzw. einen Hohlraum, in den während der muß keine Zwangsentleerung des Auslauftrichters erEntnahme ständig Siiogut nachströmtr. kann. Die ge- 45 möglichen, sondern auf das gespeicherte Gut lediglich wollte Geschwindigkeitsdifferenz der Gutbewegung, eine Kraftkomponente aufbringen, welche die Schwerwobei das Gut im inneren Bereich der Gutsäule schnei- kraft überlagert. Zweckmäßig ist die Abzugsvorrichler abwärts strömt als im Randbereich, wird daher durch tung eine in ihrer Drehzahl verstellbare Schnecke, deren die senkrechte Abzugsvorrichtung vergrößert. Durchmesser in Abzugsrichtung abnimmt Insbesonde-

I η folge der Anordnung mehrerer Trichter übereinan- 50 re bei solchem Silogut, dessen Partikel die Neigung hader wird eh. wesentlicher Teil des Gewichtes des ben, sich untereinander zu verhaken oder zu verkeilen, Schüttgutes über die Trichterwände direkt in den Silo- wird dadurch sichergestellt, daß die Abzugsschnecke mantel eingeleitet, so daß die Vertikalspannung im unte- nicht im ruhenden Gut leer rotiert. Infolge der nach ren Bereich der Schüttgutsäule etwa g!eich der Vertikal- unten abnehmenden Förderflächen der Abzugsschntkspannung im oberen Bereich ist; ohne diese Einbauten 55 ke wird vom jeweils oberen Schneckengang eine größewürde die Vertikalspannung unterhalb der Füllgutober- re Menge Silogut nach unten gedrückt, als der darunterkante nach unten nach einer e-Funktion zunehmen. Die liegende Schneckengang aufnehmen kann, so daß da-Verminderung der Vertikalspannung hat eine Verringe- durch in jedem Falle in der unmittelbaren Nachbarrung der Horizontalspannung zur Folge, so daß auch schaft der Schnecke eine Fließbewegung des Gutes erdadurch die Neigung des Gutes zur Brückenbildung 60 zwungen wird, welche das angrenzende Silogut mit ervermindert wird. Überdies werden durch die Verringe- faßt Es kann jedoch auch eine Abnahme der wirksamen rung des statischen Drucks im Abzugsbereich des Silos Querschnittsflächen der Abzugsschnecke in Richtung die mechanischen Abzugselemente entlastet, wodurch auf die Eintrittsöffnung des Auslauftrichters vorteilhaft eine dosierte, regelbare Entnahme des Schüttgutes mit sein, wenn infolge der Xonsiatenz des Schüttgutes ein einfachen Mitteln möglich ist. Die in sich geschlossenen 65 Leerlaufen der Schnecke nicht zu erwarten steht, da Trichterwandungen könne«.· infolge ihrer Formsteifig- hierdurch die unteren Schneckengänge die größere Fläkeit die vom Druck des Silogutes erzeugten Zugspan- ehe aufweisen und dadurch die Abzugsschnecke von nuneen auch bei besonders schwerfließendem Gut und VertikaldrücUen entlastet ist. Selbstverständlich können

derartige Änderungen des wirksamen Querschnittes der Abzugsschnecke auch diskontinuierlich vorgesehen sein.

Silos der erfindungsgemäßen Art können robust und damit betriebssicher ausgeführt werden. Das einzige im gespeicherten Schüttgut bewegte Teil ist die senkrechte Abzugsvorrichtung, die jedoch nur von einer vorherbestimmbaren Teillast der Schüttgutsäule belastet wird und bei relativ kleinem Durchmesser ein vergleichsweise geringes Antriebsdrehmoment erfordert. Der Silo hat demnach geringen Verschleiß und erfordert nur geringe Antriebsleistung der bewegten Teile. Brücken oder Dome, die das Entleeren des Silos blockieren wurden, werden im wesentlichen auf rein statischem Wege vermieden.

Eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Silos wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert.

Der dargestellte Silo ist zylindrisch mit im Querschnitt kreisförmiger Innenwand 1. Zu Wartungszwekken ist an einer Seite des Silos eine Leiter 2 vorgesehen, von der aus in den Siloinnenraum führende Türen 3 zugänglich sind. An der Silooberseite befindet sich eine Aufgabesteile 4, welche von einem Förderband 5 aus mit Schüttgut beschickt wird; die an der Aufgabestelle 4 zum Eintritt in den Silo vorgesehene öffnung in der oberen Silostirnwand ist im Ausführungsbeispiel zentral zur Siloachse 6 angeordnet

Im Innenraum des Silos befinden sich als Einbauten übereinander angeordnete kegelstumpfförmige Trichter 7, welche den Innenraum in axiale Zonen 8 aufteilen. Ein Übertritt des Schüttgutes von Zone zu Zone wird durch Auslauföffnungen 9 der Trichter 7 ermöglicht, deren Mittelachsen zur Vermeidung eines Kernfiusses gegeneinander versetzt angeordnet sind. Diese versetzte Anordnung wird im Ausführungsbeispiel dadurch erreicht, daß die Kegelachsen mit der Siioachse zusammenfallen und die gedachten, nach unten weisenden Spitzen der Kegel winklig zur Kegelachse abgeschnitten sind. Der untere, die Trichter-Auslauföffnung begrenzende Rand liegt also jeweils in einer die Siioachse schräg schneidende Ebene. Eine versetzte Anordnung der Mittelachsen der Auslauföffnungen 9 kann jedoch auch beispielsweise durch kegelstumpfförmige Trichter erreicht werden, deren Kegelachsen zur Siloachse 6 geneigt verlaufen. Im Vergleich zu einer völlig asymmetrischen Formgebung hat die Ausbildung der Trichter 7 mit Kegel-Mantelflächen den Vorteil einer einfachen Herstellung.

Der Neigungswinkel α der Trichter-Innenflächen gegen die Horizontale soll möglichst klein sein, um eine genügende Bremswirkung zu erzielen. Es muß aber stets ein vollständiges Abrutschen des Schüttgutes von den Trichierinnenwänden zur rückstandsfreien Entleerung gewährleistet sein. Darum ist der Neigunswinkel a so gewählt daß er den spezifischen Schüttwinkel des Schüttgutes übersteigt

Bei der Entnahme gelangt das Gut durch Gravitätsfluß in einen Auslauftrichter 10, in dem eine als Schnekke ausgebildete vertikale Abzugsvorrichtung 11 angeordnet ist. Die Seitenwände des Auslauftrichters 10 haben einen Neigungswinkel ß, der ebenfalls den Schüttwinkel des Schüttgutes übersteigt, so daß sich an seiner Innenfläche 12 keine bleibenden Ablagerungen des Schüttgutes bilden. Die Auslauföffnungen 9 in den Trichtern 7 sind so groß gewählt, daß ihr Durchmesser den kritischen Auslaufdurchmesser des jeweiligen Schüttgutes, ab dem Gravitationsfluß eintritt übersteigt. Der Durchmesser der Entnahmeöffnung 13 des Auslauftrichters 10 ist dagegen kleiner als dieser kritische Durchmesser gewählt, um eine ungewollte Entleerung zu verhindern. Die Entnahmeöffnung muß aber so groß sein, daß ein störungsfreier Abzug des Schüttgutes in der gewünschten Dosierung gewährleistet ist, sobald und solange die Austragsvorrichtungen in Betrieb sind. Beim Austragen erfaßt die Abzugsschnecke das im Auslauftrichter 10 liegende Schüttgut mit ihren sich nach oben zu verbreiternden Förderflächen 14 und erzeugt in ihrer Umgebung eine Fließbewegung nach unten in Richtung zur Entnahmeöffnung 13. Dabei wird das Schüttgut unter dem Druck der Schüttgutsäule nach unten gefördert und ausgetragen. Gleichzeitig strömt von oben Schüttgut durch Gravitationsfluß durch die Auslauföffnungen 9 der Trichter 7 nach, so daß stets weiteres Gut in den Bereich der Förderschnecke und in den Auslauftrichter 10 gelangt, wobei aber kein Kernfluß eintritt, der zur Entmischung führen könnte.

Das Abzugsvolumen der Abzugsschnecke je Zeiteinheit steht in einem festen Verhältnis zur Schüttgutmenge, die aus dem zylindrischen Siloteil in den konischen Auslauftrichter 10 nachfließt und dann ausgetragen wird. Die Abzugsmenge ist somit exakt dosierbar.

Unterhalb der als zylindrischer Schacht ausgebildeten Entnahmiöffnung 13 des Auslauftrichters 10 ist ein Drehteller 15 angeordnet, von dem das ausströmende Schüttgut aufgenommen und über einen Abstreifer 16 kontinuierlich an eine in einem Schneckentrog 17 umlaufende Förderschnecke 18 oder auch an ein Förderband weitergegeben wird.

Die Umdrehungszahl des Drehtellers 15 ist variabel und über die Drehzahl seines Antriebsmotors 19 regelbar. Dadurch kann die der Förderschnecke 18 zugeführte Abstreifmenge gesteuert werden. Die Abzugsschnekke ist starr an dem Drehteller 15 befestigt und läuft somit, ebenfalls vom Antriebsmotor 19 angetrieben, mit dem Drehteller 15 synchron um; lediglich für die Förderschnecke 18 ist ein eigener Antriebsmotor 20 vorgesehen. Beim Stillsetzen des Antriebsmotors 19 und damit des Drehtellers 15 und der Abzugsschnecke hört der Massenfluß im Silo auf, und daß noch gespeicherte Schüttgut bleibt dann in Ruhe. Hierbei muß aber nicht der gesamte Druck der Schüttgutsäule von der Abzugsschnecke oder dem Drehteller 15 aufgenommen werden, sondern lediglich der um die Entlastung verminderte statische Bodendruck des im Auslauftrichter 10 gesammelten Schüttgutes.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

1 2 men dieser Brückenbildung sind zahlreiche Faktoren Patentansprüche: verantwortlich, unter anderem das Schüttgewicht, der Wassergehalt, die Partikelform, die Partikelgröße, das

1. Silo zum Speichern und Entnehmen von schütt- Adhäsionsvermögen an der Siloinnenwand, das Silcvofähigem, jedoch schwerfließendem Gut, insbesonde- 5 lumen, der Siloquerschnitt und die Lagerdauer. Mechare von Chemie-und Mineralstoffen, mit einer oberen nische Grundvoraussetzung für die ungewollte Brük-Aufgabestelle und einem Auslauftrichter, an den ei- kenbildung ist aber stets eine kritische Horizontalspanne Entnahmevorrichtung anschließt, sowie mit ober- nung innerhalb einer Schüttgutsäule, bei der sich die halb des Auslauftrichters übereinanderliegend ange- einzelnen Schüttgutpartikel gegenseitig verkeilen und ordneten Einbauten zur Unterstützung der abwärts 10 verspannen. Das Problem der Brückenbildung entsteht gerichteten Schüttgutbewegung bei der Entnahme, also immer dann, wenn der Silo bis zu einer kritischen dadurch gekennzeichnet, daß die überein- Höhe gefüllt ist und dann durch Entnahme des Silogutes anderliegenden Einbauten in an sich bekannter Wei- von unten entleert werden solL Dabei entstandene se als Trichter (7) ausgebildet sind, und daß der Nei- Brücken und Dome blockieren die Abwärtsbewegung gungswinkel (λ) der Trichter-Innenfläche mit der 15 des Gutes.

Horizontalen um mindestens 5% größer ist als der Bei dem eingangs erwähnten bekannten Silo (DE-OS Schüttwüikel des jeweiligen Schüttgutes, für wel- 19 09 271) soll durch die Querstreben der statische ches der Silo bestimmt ist, und daß in dem Auslauf- Druck des Gutes auf den Siloboden verringert werden, trichter (1$ eine etwa senkrecht verlaufende Ab- Außerdem ist durch den zentralen Kamin ein Ringraum zugsvorrichtung (11) angeordnet ist, die bis in den 20 gebildet, so daß also der zentrale Bereich des Siloinnenoberen Bereich des Auslauftrichters (10) ragt raumes von Gut frei bleibt Das Gut soll dadurch beim

2. Silo nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, Entleeren des Silos in den Randzonen mobilisiert werdaß der kleinste Neigungswinkel (λ) der Trichter-In- den, in denen es zum Verharren neigt Abweichend von nenflächen bis zu etwa 20%, bei besonders schwer- diesen Überlegungen geht die Erfindung von der Erfließendem Schüttgut bis zu et* a 40% größer ist als 25 kenntnis aus, daß aufgrund des funktionellen Zusamder Schüttwüikel des jeweiligen Schüttgutes. menhanges der Kräfte die Horizontalspannung inner-

3. Silo nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn- halb der Schüttgutsäule und damit die Gefahr einer zeichnet, daß bei kegelstumpfförmigen Trichtern (7) Brücken- oder Dombildung durch Verringerung der der untere, dia Trichter-Auslauföffnung (9) begren- Vertikalspannung vermindert werden kann, wobei die zende Rand jeweils in einer die Siloachse (6) schräg 30 Vertikalspannung neben dem Schüttgewicht und der schneidender Ebene liegt. Füllhöhe wesentlich von Reibungskoeffizienten zwi-

4. Silo nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch sehen Schüttgut und Siloinnenwand abhängig ist. Eine gekennzeichnet, daß die Mittela iisen der Auslauf- größere Wandreibung ergibt eine geringe Vertikalspanöffnungen (9) von je zwei unmittelbar übereinander- nung bei sonst gleichen Gegebenheiten. Es kommt demliegenden Trichtern (7) gegeneinander versetzt sind. 35 nach bei der Gutentnahme darauf an, die Abwärtsbewe-

5. Silo nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gung des Gutes im Randbereich der Schüttgutsäule zu gekennzeichnet daß die Abstände zwischen den verzögern, verglichen mit der Bewegung im zentralen übereinanderliegenden Trichtern (7) umso kleiner Bereich. Dadurch werden etwa im Entstehen begriffene gewählt sind, je höher das spezifische Gewicht des Brücken und Dome sofort zum Einstürzen gebracht jeweiligen Schüttgutes ist 40 Eine Erhöhung der Wandreibung ist an sich durch

6. Silo nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch nach außen geneigte Stellung der Silowände bzw. trichgekennzeichnet, daß die Abzugsvorrichtung (11) bis terförmige Ausbildung des Silos Ober dessen gesamte in den Bereich der Eintrittsöffnung des Auslauftrich- Höhe möglich, jedoch kann die Neigung der Wandung ters (10) nach oben ragt, und daß ihr wirksamer bei Hochsilos nicht so groß gewählt werden, daß damit Querschnitt im Bereich der Entnahmeöffnung (13) 45 allein Brückenbildungen wirksam verhindert werden etwa ein Fünftel von deren Querschnitt beträgt. könnten. Es muß nämlich auch in Abhängigkeit von der

7. Silo nach einem der Ansprüche i bis 6, dadurch Partikelgröße und vom Silodurchmesser eine Mindestgekennzeichnet, daß die Abzugsvorrichtung (11) ei- größe für den Auslaufdurchmesser vorgesehen werden, ne in ihrer Drehzahl verstellbare Schnecke ist, deren damit der Gravitationsfluß beim Entleeren aufrechter-Durchmesser in Abzugsrichtung abnimmt. 50 halten bleibt Unter Beibehaltung der bei Hochsilos üblichen Dimensionierung ist aber eine mögliche Siloman-

telneigung bei Einhaltung des für den Gravitationsfluß

erforderlichen kritischen Auslaufdurchmessers für eine wirksame Vergrößerung der Wandreibung nicht genü-

Die Erfindung betrifft einen Silo nach dem Oberbe- 55 gend. Auch ist es für die Entnahme von schwerfließen-

griff des Patentanspruches 1. dem Schüttgut, wie Chemie- und Mineralstoffen, zur

Bei einem bekannten Silo dieser Art (DE-OS Erziehung der notwendigen Verzögerung der Gutbe-

09 271) bestehen die Einbauten aus quer zur Siloach- wegung im Randbereich des Silos nicht ausreichend,

se liegenden Streben, die bei der gewählten Aüsfüh- dort lediglich Einbauten in Form von Keilen öder dgl.

rungsform kreuzförmig an einen zentralen, röhrenför- 60 anzubringen. Es ist vielfach versucht worden, eine Brük-

migen Kamin anschließen, der von einer Haube abge- kenbildung des Silogutes dadurch zu verhindern, daß im

deckt ist. Mit dieser Anordnung soll eine gleichmäßige Siloinnenraum Rührwerke angeordnet wurden. Derarti-

Entleerung des Silos ohne Rückstände am Siloboden ge Maßnahmen sind jedoch sehr aufwendig und daher

und ohne Brücken- oder Dombildung erreicht werden. teuer; außerdem bilden solche bewegten Teile eine stän-

Tatsächlich wird das Fließverhalten insbesondere 65 dige Störungsquelle und erfordern zusätzlichen War-

schwerfließender Stoffe innerhalb von Silos wesentlich tungs- und Reparaturaufwand.

von der Tendenz des Schüttgutes bestimmt. Brücken Ausgehend von dem eingangs geschilderten Stand

oder Dome im Siloinnenraum zu bilden. Für das Phäno- der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde,