EP3205605B1

EP3205605B1 - Vortex discharge

Info

Publication number: EP3205605B1
Application number: EP16155224.5A
Authority: EP
Inventors: Ingo URBACH
Original assignee: IBAU Hamburg Ingenieurgesellschaft
Current assignee: IBAU Hamburg Ingenieurgesellschaft
Priority date: 2016-02-11
Filing date: 2016-02-11
Publication date: 2021-05-26
Anticipated expiration: 2036-02-11
Also published as: EP3205605A1

Description

Die vorliegende Anmeldung betrifft eine Auslassvorrichtung, einen Mischer sowie ein Verfahren zum Auslassen von Schüttgut.The present application relates to an outlet device, a mixer and a method for discharging bulk material.

Schüttgut wird teilweise in einem Behälter gelagert, zwischengelagert oder gemischt und muss aus diesem entladen werden. Dazu wird teilweise eine Schwerkraft getriebene Entladung genutzt, indem im unteren Bereich des Behältnisses eine verschließbare Öffnung vorgesehen wird. Dabei ist die verschließbare Öffnung so zu wählen, dass sie sicher und reproduzierbar verschlossen werden kann. Problematisch hierbei ist nicht nur das sichere Verschließen, sondern auch der, gerade bei großen Öffnungen dafür notwendige Aufwand bzw. der daran entstehende Verschleiß. Entscheidend sind, gerade auch bei großen Öffnungen, auch notwendige Zeiten für das Öffnen und insbesondere Schließen. Aus diesem Grund hat man begonnen, kleinere Öffnungen bzw. eine Vielzahl kleinerer Öffnungen vorzusehen und somit auch eine Vielzahl von Absperrvorrichtungen, jeweils eine pro Öffnung, vorzusehen.Bulk goods are partially stored, temporarily stored or mixed in a container and must be unloaded from this. For this purpose, a gravity-driven discharge is sometimes used by providing a closable opening in the lower area of the container. The closable opening is to be selected so that it can be closed safely and reproducibly. The problem here is not only the secure closure, but also the effort required for this, especially in the case of large openings, or the wear and tear that occurs thereon. The times required for opening and, in particular, closing, are also decisive, especially with large openings. For this reason, one has begun to provide smaller openings or a large number of smaller openings and thus also to provide a large number of shut-off devices, one for each opening.

Dadurch steigt aber nicht nur der Aufwand, da eine Vielzahl von Absperrrichtungen vorzusehen ist, sondern kann ggf. auch die Entladezeit negativ beeinflusst werden, da der insgesamt zur Verfügung stehende Querschnitt reduziert wird und insbesondere auch Reibungen an den vermehrt vorhandenen Grenzflächen auftreten. Aus der DE 1 277 119 ist bekannt, dass die Schwerkraft getriebene Entladung durch pneumatische Förderung verbessert werden kann. In der Vorrichtung werden in dem konischen Teil eines Druckgefäßes Druckluftdüsen in unterschiedlicher Höhe in der Gefäßwand angeordnet. Die Düsen ragen dabei aus der Wand hinaus und sind schräg nach unten zur Gefäßachse sowie zur Tangente am Einführungspunkt der Düsen in die Gefäßwand gerichtet, um so mittels einer gelenkten Druckluftströmung eine Schraubenbewegung der Masse zu erzeugen. Die DE 1 277 119 offenbart eine Auslassvorrichtung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren zur Entladung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 11.This not only increases the effort, since a large number of shut-off directions have to be provided, but can also have a negative impact on the discharge time, since the overall available cross-section is reduced and, in particular, friction occurs at the increased number of interfaces. From the DE 1 277 119 it is known that gravity-driven discharge can be improved by pneumatic conveying. In the device, compressed air nozzles are arranged in the conical part of a pressure vessel at different heights in the vessel wall. The nozzles protrude from the wall and are directed obliquely downwards to the vessel axis and to the tangent at the point of entry of the nozzles into the vessel wall, in order to generate a helical movement of the mass by means of a directed compressed air flow. The DE 1 277 119 discloses an exhaust device according to the preamble of claim 1 and a method of discharge according to the preamble of claim 11.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit eine verbesserte Auslassvorrichtung bzw. einen verbesserten Mischer oder Tank bzw. ein verbessertes Verfahren zur Schwerkraft getriebenen Entladung von Schüttgut anzugeben.The object of the present invention is thus to provide an improved outlet device or an improved mixer or tank or an improved method for the gravity-driven unloading of bulk material.

Dies wird gelöst durch eine Auslassvorrichtung gemäß Anspruch 1, einen Mischer oder Tank gemäß Anspruch 10 sowie ein Verfahren nach Anspruch 11.This is achieved by an outlet device according to claim 1, a mixer or tank according to claim 10 and a method according to claim 11.

Die abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen an.The dependent claims indicate advantageous developments.

Eine erfindungsgemäße Auslassvorrichtung zur Schwerkraft getriebenen Entladung von Schüttgut weist eine sich nach unten verengende trichterförmige Verjüngung auf, wobei im Bereich der trichterförmigen Verjüngung Gasauslassdüsen angeordnet sind. Dabei sind die Gasauslassdüsen erfindungsgemäß so angeordnet und ausgebildet, dass die von Ihnen ausgegebenen Gasstrahlen tangential an jeweils einer sich nach unten verjüngenden und in der trichterförmigen Verjüngung gedacht angeordneten Raumspirale anliegen.An outlet device according to the invention for the gravity-driven discharge of bulk material has a funnel-shaped tapering that narrows downwards, gas outlet nozzles being arranged in the area of the funnel-shaped tapering. The gas outlet nozzles are arranged and designed according to the invention in such a way that the gas jets emitted by them lie tangentially against a space spiral that tapers downwards and is thought to be arranged in the funnel-shaped taper.

Die Gasauslassdüsen können auf verschiedenste Art und Weise ausgebildet werden. Entscheidend ist dabei, dass das Gas in eine vorgegebene Richtung beschleunigt und somit zumindest zu einem gewissen Grad gerichtet aus der Gasauslassdüse ausgegeben wird. Als Gas kommen hier insbesondere Luft oder andere nicht explosive Gase in Frage. Die gedachte Raumspirale befindet sich innerhalb der trichterförmigen Verjüngung und verjüngt sich mit zunehmender Verengung der trichterförmigen Verjüngung ebenfalls.The gas outlet nozzles can be designed in the most varied of ways. The decisive factor here is that the gas accelerates in a predetermined direction and is thus output in a directed manner from the gas outlet nozzle at least to a certain extent. Air or other non-explosive gases are particularly suitable here as gas. The imaginary spiral is located within the funnel-shaped taper and also tapers as the funnel-shaped taper increases.

Die Raumspiralen können auf unterschiedlichen Arten und Weisen ausgebildet sein. So kann es sich beispielsweise um eine in der Aufsicht archimedische oder hyperbolische Spirale handeln. Aber auch logarithmische, fermatsche Spirale, Wurzelschnecken oder Abschnitte von Lituusspiralen oder Klothoide sind hier denkbar. Diese sind sodann in den Raum derart gestreckt, dass ihre inneren Bereiche nach unten herausgezogen sind. Dabei können sich in der seitlichen Ansicht unterschiedliche Hüllkurven der Raumspirale ergeben. Die Hüllkurven haben insofern die Gemeinsamkeit, dass sie sich nach unten hin stetig verjüngen. Ihre Begrenzung kann dabei in der seitlichen Ansicht bzw. im Längsschnitt aber als Gerade oder Kurve, beispielsweise Hyperbel, gegeben sein. Die gedachten Raumspiralen weisen dabei mindestens zwei, insbesondere mindestens vier Umdrehungen auf, an denen Gasstrahlen der Gasauslassdüsen tangential anliegen. Dabei liegen pro Umdrehung mindestens zwei, insbesondere mindestens vier, Gasstrahlen der Gasauslassdüsen an.The space spirals can be designed in different ways. For example, it can be an Archimedean or hyperbolic spiral when viewed from above. But also logarithmic, Fermat's spirals, root snails or sections of liquor spirals or clothoids are conceivable here. These are then stretched into space in such a way that their inner Areas are pulled out downwards. In the side view, different envelope curves of the spiral space can result. The envelopes have one thing in common in that they taper steadily towards the bottom. Their limitation can be given in the side view or in the longitudinal section as a straight line or curve, for example hyperbola. The imaginary spatial spirals have at least two, in particular at least four, revolutions on which the gas jets of the gas outlet nozzles are tangentially in contact. At least two, in particular at least four, gas jets from the gas outlet nozzles are applied per revolution.

Die Verjüngung und/oder die gedachte Raumspirale weisen dabei eine Höhe von bevorzugt 50 bis 250mm und/oder bevorzugt 50 - 80% des freien Durchmessers auf. Dabei ist die Höhe der gedachten Raumspirale zu bestimmen durch den obersten Punkt der gedachten Raumspirale, an dem ein Gasstrahl tangential anliegt und dem untersten Punkt der gedachten Raumspirale, an dem ein Gasstrahl tangential anliegt. Insbesondere liegen dazwischen an jeder Umdrehung der gedachten Raumspirale insbesondere vier Gasstrahlen tangential an.The taper and / or the imaginary spatial spiral have a height of preferably 50 to 250 mm and / or preferably 50-80% of the free diameter. The height of the imaginary spiral space is to be determined by the uppermost point of the imaginary spiral space, at which a gas jet is tangentially applied, and the lowest point of the imaginary spatial spiral, at which a gas jet is tangentially applied. In particular, four gas jets, in particular, lie tangentially between each revolution of the imaginary spatial spiral.

Die Verjüngung weist insbesondere über ihren gesamten Höhenbereich jeweils kreisförmige Querschnitte auf.The taper has in particular circular cross-sections over its entire height range.

Die Gasstrahlen werden nie eine linienförmige Ausbreitung aufweisen, sondern nur zu einem gewissen Grad gerichtet sein. Hier wird insbesondere eine Aufweitung von weniger als 20°, insbesondere weniger als 15°, bevorzugt. Die Ausweitung des Gasstrahls ist dabei in einer Situation ohne Schüttgut zu betrachten, bei der der Gasstrahl also in einem evakuierten oder maximal mit Gas, insbesondere Luft mit Atmosphärendruck gefüllten Umgebung betrachtet wird. Zur Bestimmung, inwiefern der Gasstrahl an der gedachten Raumspirale anliegt, wird die Mittellinie des Gasstrahls verwendet und ihre Orientierung bzw. Lage zur gedachten Raumspirale analysiert. Fertigungstechnisch sind dabei selbstverständlich Schwankungen und Abweichungen hinzunehmen, insbesondere solche, die unterhalb der Aufweitung des Gasstrahls, insbesondere unterhalb der hier als Obergrenze angegebenen Größe der Ausweitung des Gasstrahls liegen.The gas jets will never have a linear spread, but only be directed to a certain extent. In particular, an expansion of less than 20 °, in particular less than 15 °, is preferred here. The expansion of the gas jet is to be considered in a situation without bulk material, in which the gas jet is thus viewed in an environment that is evacuated or filled with gas, in particular air at atmospheric pressure. To determine the extent to which the gas jet is in contact with the imaginary spatial spiral, the center line of the gas jet is used and its orientation or position in relation to the imaginary spatial spiral is analyzed. In terms of production engineering, of course, fluctuations and deviations are to be accepted, in particular those that are below the expansion of the gas jet, in particular are below the size of the expansion of the gas jet specified here as the upper limit.

Die gedachte Raumspirale weist dabei insbesondere eine maximale Breite bzw. einen maximalen Durchmesser auf, der bei 40-100% des Durchmessers der Verjüngung in der Höhe der maximalen Breite der gedachten Raumspirale liegt. Die trichterförmige Verjüngung wird insbesondere durch eine diese begrenzende Struktur, beispielsweise aus einem Blech oder anderen Werkstoffen, gebildet. Die Grenzfläche ist dabei insbesondere glatt und ohne vorstehende Teile, insbesondere auch ohne Leitbleche, ausgeführt. Erfindungsgemäss stehen auch die Gasauslassdüsen nicht aus dieser Begrenzung der Verjüngung hervor. Somit bildet die Begrenzung oder Grenzfläche der trichterförmigen Verjüngung insbesondere eine glatte trichterförmige Form aus.The imaginary spatial spiral has in particular a maximum width or a maximum diameter which is 40-100% of the diameter of the taper at the height of the maximum width of the imaginary spatial spiral. The funnel-shaped taper is formed in particular by a structure that delimits it, for example made of sheet metal or other materials. The interface is particularly smooth and has no protruding parts, in particular also without baffles. According to the invention, the gas outlet nozzles also do not protrude from this limitation of the taper. The delimitation or boundary surface of the funnel-shaped tapering thus forms, in particular, a smooth funnel-shaped shape.

Durch die Gasstrahlen wird das zumindest teilweise Schüttgut nicht nur in eine spiralförmige abwärts gerichtete Rotation gebracht, sondern wird es auch zumindest teilweise fluidisiert. Durch diese Zusammenwirkung kann eine besonders effiziente Schwerkraft getriebene Entladung von Schüttgut auch durch kleine Öffnungen erfolgen.The at least partially bulk material is not only brought into a spiral-shaped downward rotation by the gas jets, but it is also at least partially fluidized. Through this interaction, a particularly efficient gravity-driven discharge of bulk material can also take place through small openings.

Mit besonderem Vorteil liegen die ausgegebenen Gasstrahlen in einem Abstand von 0-10 cm von ihrem Austrittspunkt aus der jeweiligen Gasauslassdüse an der jeweiligen gedachten Raumspirale tangential an.The emitted gas jets are particularly advantageously tangential to the respective imaginary spatial spiral at a distance of 0-10 cm from their point of exit from the respective gas outlet nozzle.

Dadurch wird der Weg der Gasstrahlen bis zur tangentialen Berührung der gedachten Raumspirale minimiert, wodurch eine besonders effiziente Entladung und geringe Abschwächung des Gasstrahls bis zu diesem Punkt erfolgen kann. Mit besonderem Vorteil weisen die Raumspiralen eine gemeinsame Rotationsachse auf. So können beispielsweise identische oder unterschiedliche gedachte Raumspiralen eine gemeinsame Rotationsachse aufweisen, beispielsweise indem identische Raumspiralen gegeneinander rotiert gedacht angeordnet sind und eine gemeinsame Rotationsachse aufweisen oder indem beispielsweise unterschiedliche Raumspiralen, insbesondere solche mit unterschiedlichen Breiten oder Durchmessern an der jeweils gemeinsamen Höhe eine gemeinsame Rotationsachse teilen, insbesondere indem beispielsweise eine innere gedachte Raumspirale innerhalb einer äußeren gedachten Raumspirale auf einer gemeinsamen Rotationsachse angeordnet sind.This minimizes the path of the gas jets up to tangential contact with the imaginary space spiral, whereby a particularly efficient discharge and slight attenuation of the gas jet can take place up to this point. It is particularly advantageous for the spatial spirals to have a common axis of rotation. For example, identical or different imaginary spatial spirals can have a common axis of rotation, for example in that identical spatial spirals are arranged so as to be rotated relative to one another and have a common axis of rotation or in that, for example, different spatial spirals, especially those with different widths or diameters at the respective common height share a common axis of rotation, in particular by arranging, for example, an inner imaginary spatial spiral within an outer imaginary spatial spiral on a common axis of rotation.

Als Rotationsachse wird dabei insbesondere eine in der Erstreckung in die Höhe der Raumspirale ausgerichtete, insbesondere senkrecht zur Horizontalen ausgerichtete, insbesondere senkrecht zur Horizontalen ausgerichtete, Achse durch den Punkt, in dem sich die verjüngende Raumspirale in einen Punkt verjüngen würde, betrachtet. Dieser Punkt kann beispielsweise bei der mathematischen Definition der plattgedrückten Raumspirale ohne Achsverschiebung durch den Nullpunkt des Koordinatensystem gegeben sein. Die Raumspirale ist insbesondere mittig oder konzentrisch in der Verjüngung angeordnet, so dass insbesondere die Rotationsachse der Raumspirale mit der Punktspiegelachse der Verjüngung, die insbesondere einen kreisförmigen Querschnitt aufweist, überein fällt.In particular, an axis through the point at which the tapering spatial spiral would taper to a point is considered as the axis of rotation, which extends up to the height of the spatial spiral, in particular perpendicular to the horizontal, in particular perpendicular to the horizontal. This point can be given, for example, in the mathematical definition of the flattened spatial spiral without an axis shift through the zero point of the coordinate system. The spatial spiral is in particular arranged centrally or concentrically in the taper, so that in particular the axis of rotation of the spatial spiral coincides with the point mirror axis of the taper, which in particular has a circular cross section.

Mit besonderem Vorteil sind die Raumspiralen jedoch identisch und insbesondere auch deckungsgleich angeordnet, so dass es sich insbesondere nur um eine einzige Raumspirale handelt, an denen alle Gasstrahlen tangential anliegen. Mit besonderem Vorteil sind zumindest maximal zwei Raumspiralen gedacht, an denen zusammen alle Gasstrahlen der Gasauslassdüsen tangential anliegen.However, it is particularly advantageous for the spatial spirals to be identical and, in particular, also to be arranged congruently, so that there is in particular only a single spatial spiral on which all gas jets are tangentially in contact. At least two spatial spirals, on which all of the gas jets of the gas outlet nozzles together bear tangentially, are particularly advantageous.

Mit besonderem Vorteil weisen die Raumspiralen, bei seitlicher Ansicht bzw. im Längsschnitt, eine Kurve der Verjüngung, eine Hüllkurve, auf, die mit der Kurve der Verjüngung der trichterförmigen Verjüngung identisch ist oder aus ihr durch maßstabsgetraue Verkleinerung zu erhalten ist. Insbesondere bleibt der Abstand der Hüllkurve der Raumspirale zur Verjüngung, gemessen in der Horizontalen, konstant oder verkleinert sich kontinuierlich nach unten hin, er ist insbesondere relativ gesehen zur Breite bzw. zum Durchmesser der Verjüngung konstant.It is particularly advantageous if the spatial spirals, when viewed from the side or in longitudinal section, have a curve of the taper, an envelope curve, which is identical to the curve of the taper of the funnel-shaped taper or can be obtained from it by scaling down. In particular, the distance between the envelope curve of the spatial spiral and the taper, measured in the horizontal, remains constant or decreases continuously downwards, in particular it is constant relative to the width or the diameter of the taper.

Durch eine gewisse Mindestanzahl von Gasstrahlen pro Raumspirale wird eine besonders effiziente Beschleunigung bzw. Bewegungsbeeinflussung des zu entladenden Schüttgutes erreicht. Mit besonderem Vorteil ist auch die Geschwindigkeit der Gasstrahlen der Gasauslassdüsen unterschiedlich bemessen, insbesondere steigt sie mit tieferer, also weiter unten liegender, Lage des Kontaktpunktes der Gasstrahlen an der Raumspirale. Dadurch lässt sich eine besonders effiziente Entleerung erreichen, da auch das Schüttgut mit fortschreitender Verjüngung bei gleichbleibender Strömungsmenge zu beschleunigen ist.A certain minimum number of gas jets per space spiral achieves a particularly efficient acceleration or movement influencing of the bulk material to be unloaded. With particular advantage, the speed of the gas jets of the gas outlet nozzles is also measured differently; in particular, it increases with the lower, that is to say further down, position of the contact point of the gas jets on the spatial spiral. In this way, particularly efficient emptying can be achieved, since the bulk material must also be accelerated with progressive tapering with a constant flow rate.

Mit besonderem Vorteil sind die Gasauslassdüsen so angeordnet, dass die Gasstrahlen horizontal oder nach unten hin geneigt ausgegeben werden. Mit besonderem Vorteil sind sie unter einem Winkel zur Horizontalen nach unten geneigt, der auch dem der Neigung zur Horizontalen des Kontaktpunktes des Gasstrahls an der Raumspirale entspricht oder zwischen 0° und dieser Neigung liegt.The gas outlet nozzles are particularly advantageously arranged in such a way that the gas jets are emitted horizontally or inclined downwards. It is particularly advantageous that they are inclined downward at an angle to the horizontal which also corresponds to the inclination to the horizontal of the contact point of the gas jet on the spatial spiral or lies between 0 ° and this inclination.

Auch dies beeinflusst die Entladung positiv, da dadurch eine Beschleunigung in Richtung des Ausganges aus der Verjüngung bzw. des Endes der Verjüngung erreicht wird.This also has a positive effect on the discharge, since it accelerates in the direction of the exit from the taper or the end of the taper.

Mit besonderem Vorteil sind die Gasauslassdüsen auf einer Begrenzung der sich nach unten verengenden trichterförmigen Verjüngung angeordnet, so dass sie nicht in die Verjüngung hineinragen.The gas outlet nozzles are particularly advantageously arranged on a delimitation of the downwardly narrowing funnel-shaped taper so that they do not protrude into the taper.

Die Gasauslassdüsen können dabei auf verschiedene Art und Weisen ausgebildet sein. So ist beispielsweise bei einer größeren Materialstärke der Begrenzung eine einfache Bohrung durch diese Begrenzung als Düse ausreichend, insbesondere wenn sich diese Bohrung zur trichterförmigen Verjüngung bzw. zum trichterförmigen Inneren hin verjüngt. Alternativ kann beispielsweise auch eine entsprechende Düse oder ein entsprechendes Rohr an die Begrenzung angesetzt oder in diese eingesteckt sein, insbesondere von außen. Auch ist es möglich, durch einen Materialaufbau außerhalb der Begrenzung, der die trichterförmige Verjüngung von außen zu mindestens 50% umschließt, beispielsweise durch einen Schaum oder Kunststoff, in dem entsprechende Aussparungen eingebracht sind, Gasauslassdüsen zu erzeugen, die dann, beispielsweise in einem Loch der Begrenzung, die beispielsweise durch Blech oder andere Werkstoffe erzeugt sein kann, münden.The gas outlet nozzles can be designed in various ways. For example, with a greater material thickness of the delimitation, a simple bore through this delimitation as a nozzle is sufficient, in particular if this bore tapers towards the funnel-shaped taper or towards the funnel-shaped interior. Alternatively, for example, a corresponding nozzle or a corresponding pipe can also be attached to the boundary or be plugged into them, especially from the outside. It is also possible to use a material structure outside the boundary that surrounds the funnel-shaped taper from the outside to at least 50%, for example by means of a foam or plastic, in which appropriate recesses are made, to generate gas outlet nozzles, which then, for example in a hole in the Boundary, which can be produced, for example, by sheet metal or other materials, open.

Mit besonderem Vorteil beträgt der freie Durchmesser der trichterförmigen Verjüngung 200-400 mm. Mit dem freien Durchmesser der Verjüngung ist der Durchmesser der Verjüngung gemeint, der den kleinsten Wert aufweist. Insbesondere mündet dieser frei Durchmesser in eine Verschlussvorrichtung, beispielsweise ein Ventil, die insbesondere mindestens denselben freien Durchmesser aufweist oder in eine weitere Fördervorrichtung, insbesondere ein Rohr, das insbesondere mindestens ebenfalls den gleichen Durchmesser, insbesondere den gleichen Durchmesser aufweist.The free diameter of the funnel-shaped taper is particularly advantageously 200-400 mm. The free diameter of the taper means the diameter of the taper that has the smallest value. In particular, this free diameter opens into a closure device, for example a valve, which in particular has at least the same free diameter or in a further conveying device, in particular a tube, which in particular also has at least the same diameter, in particular the same diameter.

Mit besonderem Vorteil weist die Verjüngung eine Verjüngung um 10-50% bezogen auf den Durchmesser oder die freie Querschnittsfläche auf und/oder weist sie eine Höhe von 30-200% der Verjüngung, auf. Die Verjüngung ist dabei die Veränderung der längsten freien Strecke bzw. des Durchmessers über die trichterförmige Verjüngung.With particular advantage, the taper has a taper of 10-50% in relation to the diameter or the free cross-sectional area and / or it has a height of 30-200% of the taper. The taper is the change in the longest free path or the diameter over the funnel-shaped taper.

Mit besonderem Vorteil sind die Gasauslassdüsen so angeordnet, dass die Gasstrahlen an Punkten auf der trichterförmigen Verjüngung austreten, die selbst wieder Spirallinien auf der trichterförmigen Verjüngung bilden. Dabei sind insbesondere pro auf der trichterförmigen Verjüngung durch die Gasauslassdüsen gebildeten Spirallinien mindestens vier Gasauslassdüsen angeordnet. Mit besonderem Vorteil handelt es sich bei diesen Spirallinien um Projektionen von Abschnitten der gedachten Raumspirale, an der die jeweiligen Gasstrahlen tangential anliegen. Eine solche Projektion erfolgt insbesondere punktförmig von einem Punkt auf der Rotationachse der gedachten Raumspirale aus, insbesondere horizontal nach außen oder leicht nach oben gerichtet, wobei unter dieser Ausrichtung der Verlauf der Projektionslinien zu verstehen ist.The gas outlet nozzles are particularly advantageously arranged in such a way that the gas jets emerge at points on the funnel-shaped taper, which themselves again form spiral lines on the funnel-shaped taper. In particular, at least four gas outlet nozzles are arranged for each spiral lines formed on the funnel-shaped taper by the gas outlet nozzles. These spiral lines are particularly advantageously projections of sections of the imaginary spatial spiral on which the respective gas jets lie tangentially. Such a projection takes place in particular point-like from a point on the axis of rotation of the imaginary spatial spiral, in particular horizontally outwards or slightly upwards directed, whereby the course of the projection lines is to be understood under this alignment.

Die Aufgabe wird auch gelöst durch einen Mischer oder Tank für Schüttgut aufweisend auf seiner Unterseite mindestens eine, insbesondere mindestens zwei, bevorzugt drei, Auslassvorrichtungen nach einem der Ansprüche 1-9.The object is also achieved by a mixer or tank for bulk material having on its underside at least one, in particular at least two, preferably three, outlet devices according to one of claims 1-9.

Mit besonderem Vorteil ist zwischen oder im Bereich um die mindestens eine Auslassvorrichtung mindestens eine Fluidisierungsvorrichtung vorgesehen, die Gas einbläst. Dieses Gas kann dabei auch gerichtet eingeblasen werden und insbesondere in einer Orientierung, die einer Fortsetzung der gedachten Raumspirale entspricht, wobei die gedachte Raumspirale zu diesem Zweck oberhalb der Verjüngung nach unten hin gestaucht, insbesondere zweidimensional oder auf die Oberfläche des Tanks oder Mischers projiziert zu betrachten ist. Durch eine solche gerichtete Fluidisierung außerhalb der Auslassvorrichtung im Mischer oder Tank kann das Schüttgut schon vor Eintritt in die Verjüngung in eine korrespondierende Rotation versetzt werden. Dabei ist eine solche gerichtete Fluidisierung insbesondere im Bereich von der halben bis vierfachen Länge der größten Erstreckung der Verjüngung um diese, insbesondere kreisförmig herum, angeordnet.With particular advantage, at least one fluidization device which injects gas is provided between or in the area around the at least one outlet device. This gas can also be blown in directionally and in particular in an orientation that corresponds to a continuation of the imaginary spatial spiral, with the imaginary spatial spiral being compressed downwards above the taper, in particular viewed two-dimensionally or projected onto the surface of the tank or mixer is. By means of such a directed fluidization outside the outlet device in the mixer or tank, the bulk material can be set into a corresponding rotation even before it enters the taper. In this case, such a directed fluidization is arranged in particular in the region of half to four times the length of the greatest extent of the taper around it, in particular in a circular manner.

Gelöst wird die Aufgabe auch durch ein Verfahren zur Schwerkraft getriebenen Entladung von Schüttgut entsprechend Anspruch 11.The object is also achieved by a method for gravity-driven unloading of bulk material in accordance with claim 11.

In Bezug auf die Anordnung der Gasstrahlen, der Raumspirale bzw. die Ausbildung der Verjüngung und der Gasstrahl sind die obigen Ausführungen entsprechend zu übertragen. Mit besonderem Vorteil wird das Schüttgut am Ende der Verjüngung in ein Rohr, insbesondere mit konstantem Durchmesser, und/oder eine Absperrvorrichtung geführt, wobei insbesondere das Rohr bzw. die Absperrvorrichtung mindestens, insbesondere genau den, freien Durchmesser der Verjüngung an deren Ende aufweist.With regard to the arrangement of the gas jets, the spatial spiral or the formation of the taper and the gas jet, the above statements should be transferred accordingly. With particular advantage, at the end of the taper, the bulk material is turned into a tube, in particular with a constant diameter, and / or a shut-off device, wherein in particular the pipe or the shut-off device has at least, in particular precisely, the free diameter of the taper at its end.

Weitere vorteilhafte Ausbildungen und weitere Aspekte sollen im Folgenden rein schematisch und exemplarisch anhand der schematischen Figuren erläutert werden. Dabei zeigen:

Fig. 1: eine seitliche Ansicht einer Spirale in einem Querschnitt durch eine trichterförmige Verjüngung;
Fig. 2: einen Schnitt durch einen Tank mit trichterförmiger Verjüngung und eine darin angeordnete Spirale;
Fig. 3: eine Aufsicht auf eine trichterförmige Verjüngung mit darin angeordneter Spirale; und
Fig. 4: eine Aufsicht auf eine trichterförmige Verjüngung.

Further advantageous embodiments and further aspects are to be explained in the following purely schematically and by way of example with reference to the schematic figures. Show:

Fig. 1: a side view of a spiral in a cross section through a funnel-shaped taper;
Fig. 2: a section through a tank with a funnel-shaped taper and a spiral arranged therein;
Fig. 3: a plan view of a funnel-shaped taper with a spiral arranged therein; and
Fig. 4: a plan view of a funnel-shaped taper.

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch eine trichterförmige Verjüngung 4 mit konstanter Verjüngung oder Neigung. Darin angeordnet ist die Ansicht einer Raumspirale 1, die jedoch nicht im Schnitt gezeigt, sondern vollständig dargestellt ist. Die Raumspirale 1 weist eine Rotationsachse 2 auf, die auch die Spiegelachse der im Querschnitt kreisförmigen Verjüngung 4 darstellt. Gezeigt ist auch ein Abschnitt der Hüllkurve 3 der Spirale, die ebenfalls gradlinig verläuft und mit einem konstanten Abstand zur Begrenzung der Verjüngung 4 angeordnet ist. Fig. 1 shows a cross section through a funnel-shaped taper 4 with constant taper or inclination. Arranged therein is the view of a space spiral 1, which, however, is not shown in section, but is shown in full. The spatial spiral 1 has an axis of rotation 2, which also represents the mirror axis of the taper 4, which is circular in cross section. Also shown is a section of the envelope curve 3 of the spiral, which likewise runs in a straight line and is arranged at a constant distance from the delimitation of the taper 4.

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch einen Tank mit einer Auslassvorrichtung. Darin, ebenfalls nicht im Querschnitt, sondern perspektivisch angeordnet, ist eine Raumspirale 1 gezeigt. Der Tank 5 weist in dieser Darstellung keine obere Begrenzung auf und weist an seiner unteren Begrenzung eine Auslassvorrichtung auf, die eine trichterförmige Verjüngung 4 aufweist. Innerhalb dieser trichterförmigen Verjüngung 4 ist eine gedachte Raumspirale 1 gezeigt, die eine Rotationsachse 2 aufweist, die mit der Spiegelachse der im Querschnitt kreisförmigen Verjüngung 4 zusammenfällt. Außerhalb der trichterförmigen, im Querschnitt kreisförmigen Verjüngung 4 ist ein Schaumkern 5 angeordnet, der Durchtrittsöffnungen aufweist, die als Gasauslassdüsen 6 ausgebildet sind und die durch die trichterförmige Verjüngung 4 bzw. deren Begrenzung hindurchtreten und somit Gas, das aus einem Luftraum 7 durch die Aussparungen im Schaumkern 5 hindurch in die trichterförmige Verjüngung durchlassen kann. Unterhalb der trichterförmigen Verjüngung ist ein im Querschnitt konstantes Rohr 8 gezeigt, dessen freier Querschnitt mit dem freien Querschnitt der trichterförmigen Verjüngung 4 übereinstimmt. Innerhalb des Rohres 8 ist ein Ventil 9 angeordnet. Das im Tank befindliche Schüttgut kann bei geöffnetem Ventil 9 durch die trichterförmige Verjüngung hindurch in das Rohr und durch das Ventil 9 strömen. Zur Verbesserung dieser Strömung oder der Entladung aus dem Tank 5 wird durch die Gasauslassdüsen 6 eine Gasströmung in die Verjüngung induziert, deren Gasstrahlen tangential an der Raumspirale 1 anliegen. Ein solches Anliegen ist in der folgenden Figur 3 veranschaulicht. Figur 3 zeigt eine Aufsicht von oben auf eine trichterförmige Verjüngung 4. Diese weist einen freien Querschnitt 12 und einen größten Durchmesser 11 auf. Innerhalb dieser trichterförmigen Verjüngung 4 angeordnet ist eine Raumspirale 1. Diese erstreckt sich über die trichterförmige Verjüngung und stellt somit eine Raumspirale dar, wie sie in den Figuren 1 und 2 gezeigt wurde. Fig. 2 shows a cross section through a tank with an outlet device. A space spiral 1 is shown therein, also not in cross-section but rather in perspective. In this illustration, the tank 5 has no upper limit and has an outlet device at its lower limit which has a funnel-shaped taper 4. Within this funnel-shaped taper 4, an imaginary spatial spiral 1 is shown, which has an axis of rotation 2 which coincides with the mirror axis of the taper 4, which is circular in cross section. Outside the funnel-shaped, im Cross-section of circular tapering 4, a foam core 5 is arranged, which has passage openings which are designed as gas outlet nozzles 6 and which pass through the funnel-shaped taper 4 or its limitation and thus gas that flows from an air space 7 through the recesses in foam core 5 into the can pass funnel-shaped taper. Below the funnel-shaped tapering, a tube 8 with a constant cross-section is shown, the free cross-section of which corresponds to the free cross-section of the funnel-shaped tapering 4. A valve 9 is arranged inside the tube 8. When the valve 9 is open, the bulk material in the tank can flow through the funnel-shaped taper into the pipe and through the valve 9. To improve this flow or the discharge from the tank 5, the gas outlet nozzles 6 induce a gas flow into the taper, the gas jets of which are tangentially in contact with the spatial spiral 1. One such concern is in the following Figure 3 illustrated. Figure 3 shows a top view of a funnel-shaped taper 4. This has a free cross section 12 and a largest diameter 11. Arranged within this funnel-shaped taper 4 is a spatial spiral 1. This extends over the funnel-shaped taper and thus represents a spatial spiral, as shown in FIG Figures 1 and 2 was shown.

Gezeigt sind vier Gasauslassdüsen 6, wobei die am größten freien Durchmesser angeordneten Gasauslassdüsen als Düsen im Querschnitt dargestellt sind und die weiter innen angeordneten Gasauslassdüsen 6 nur mit ihrer Austrittsöffnung durch die trichterförmige Verjüngung 4 gezeigt sind. Aus diesen Gasauslassöffnungen 6 erstreckt sich jeweils ein Gasstrahl, der tangential an einer gemeinsamen gedachten Raumspirale 1 anliegt. Der Gasstrahl ist hier idealisiert mit einem Öffnungswinkel von 0° gezeigt.Four gas outlet nozzles 6 are shown, the gas outlet nozzles arranged at the largest free diameter being shown as nozzles in cross section and the gas outlet nozzles 6 arranged further inward being shown only with their outlet opening through the funnel-shaped taper 4. A gas jet extends out of these gas outlet openings 6 and rests tangentially on a common imaginary spatial spiral 1. The gas jet is shown here idealized with an opening angle of 0 °.

Fig. 4 zeigt eine Aufsicht auf eine trichterförmige Verjüngung 4 mit darin mündenden Gasauslassdüsen 6. Die Gasauslassdüsen 6 sind selbst auf Spirallinien angeordnet. Diese Anordnung sagt jedoch nichts über die Orientierung der Gasauslassstrahlen aus, welche erfindungsgemäß tangential an jeweils einer gedachten Raumspirale anliegen. Die Anordnung der Gasauslassdüsen auf derartigen Spirallinien unterstützt die Entladung.

1: Spirale
2: Rotationsachse
3: Hüllkurve
4: Trichterförmige Verjüngung
5: Tank
6: Gasauslassdüse
7: Luftkasten
8: Rohr
9: Ventil
10: Gasstrahl
11: Größter Querschnitt durch die Verjüngung
12: Freier Querschnitt der Verjüngung

Fig. 4 shows a plan view of a funnel-shaped taper 4 with gas outlet nozzles 6 opening into it. The gas outlet nozzles 6 are themselves arranged on spiral lines. However, this arrangement says nothing about the orientation of the gas outlet jets, which according to the invention are tangential each rest on an imaginary spatial spiral. The arrangement of the gas outlet nozzles on such spiral lines supports the discharge.

1: spiral
2: Axis of rotation
3rd: Envelope curve
4th: Funnel-shaped taper
5: tank
6th: Gas outlet nozzle
7th: Air box
8th: pipe
9: Valve
10: Gas jet
11: Largest cross-section through the taper
12th: Free cross-section of the taper

Claims

A discharge device for gravity-driven discharge of bulk material, having a downwardly narrowing funnel-shaped taper (4), gas discharge nozzles (6) being arranged in the region of the funnel-shaped taper (4), and the gas discharge nozzles (6) being so arranged and designed that the gas jets (10) emitted by them bear tangentially with respect to centre lines of the gas jets (10) against a respective space spiral (1) tapering downwards and arranged in an imaginary manner in the funnel-shaped taper (4), characterised in that the imaginary space spirals (1) have at least two revolutions against which the gas jets (10) of the gas discharge nozzles (6) bear tangentially in relation to centre lines of the gas jets (10), wherein at least two gas jets (10) of the gas discharge nozzles (6) are in contact per revolution, and wherein the gas discharge nozzles (6) are arranged on a boundary of the downwardly narrowing funnel-shaped taper (4) and do not project into the taper.
The discharge device according to claim 1, wherein the emitted gas jets (10) lie tangentially against the respective space spiral (1) at a distance of 0 to 10 cm from the exit point from the respective gas discharge nozzle (6).
The discharge device according to one of the preceding claims, wherein the space spirals (1) have a common axis of rotation (2) and in particular are arranged rotated relative to one another about the common axis of rotation (2).
The discharge device according to one of the preceding claims, wherein the space spirals (1) are arranged identically and in particular congruently.
The discharge device according to any of the preceding claims, wherein a tube (8) of constant diameter and/or a shut-off device (9) is arranged at the end of the taper.
The discharge device according to any one of the preceding claims, wherein the space spirals (1) have a curve of taper identical to or obtainable from the curve of taper of the funnel-shaped taper (4) by reduction to scale,
The discharge device according to one of the preceding claims, wherein the gas discharge nozzles (6) are arranged in such a way that gas jets (10) emitted from at least one, in particular at least three, of the space spirals (1) are tangentially in contact with each of at least three of the gas discharge nozzles (6).
The discharge device according to any one of the preceding claims, wherein the free diameter of the taper is 200 to 400 mm.
The discharge device according to any one of the preceding claims, wherein the taper is a taper of 10 to 50% and/or has a height of 30% to 200% of the taper.
A mixer or tank (5) for bulk material having on its underside at least one, in particular at least two, discharge devices according to one of the preceding claims.
A method for gravity-driven discharge of bulk material, in which the bulk material is guided through a downwardly narrowing funnel-shaped taper (4), and the bulk material is fluidised in the region of the funnel-shaped taper (4) by gas jets (10) emerging from gas discharge nozzles (6), the gas jets (10) being arranged and formed in such a way that they bear tangentially, in relation to centre lines of the gas jets (10), against a respective space spiral (1) which tapers downwards and is arranged in an imaginary manner in the funnel-shaped taper (4), characterised in that the imaginary space spirals have at least two revolutions against which the gas jets (10) of the gas discharge nozzles bear tangentially in relation to centre lines of the gas jets (10), at least two gas jets (10) of the gas discharge nozzles (6) bearing against each revolution, and wherein the gas jets (10) emerge from the gas discharge nozzles (6) on a boundary of the downwardly narrowing funnel-shaped taper (4), wherein the gas discharge nozzles (6) do not project into the taper.
The method according to claim 11, wherein the emitted gas jets (10) lie tangentially against the respective space spiral (1) at a distance of 0 to 10 cm from the exit point from a nozzle (6) generating them,
The method according to any one of the preceding claims 11 to 12, wherein the space spirals (1) are identical and, in particular, are arranged congruently and/or the space spirals (1) have a common axis of rotation (2)
The method according to any one of the preceding claims 11 to 13, wherein the bulk material at the end of the taper is guided into a pipe (8) of constant diameter and/or through a shut-off device (9).