Vorrichtung zum Reinigen eines Silos
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Reinigen eines Silos mit vertikaler Achse und kreisrundem Querschnitt.
Derartige Silos, insbesondere solche für Zement, wurden bisher von Hand durch Abschlagen der an der Wand anhaftenden Materialablagerungen gereinigt.
Dieses Verfahren ist nicht nur zeitraubend, sondern erfordert bei grösseren Silos auch hängende Arbeitsbühnen und ist in jedem Falle für das die Reinigung besorgende Personal lästig und gesundheitsschädlich.
Die Erfindung bezweckt eine bei geringstem Zeitund Personalaufwand zuverlässig arbeitende Vorrichtung zum Reinigen eines Silos mit vertikaler Achse und kreisrundem Querschnitt zu schaffen. Die erfindungsgemässe Vorrichtung weist eine durch die Decke des Silos hindurchführende, koaxiale, mittels einer Antriebsvorrichtung um ihre Achse drehbare und längs der Siloachse bewegbare Welle auf, die in ihrem unteren Ende mindestens zwei gleichmässig am Umfang verteilt befestigte, zum mindesten über einen Abschnitt als Tracke ausgebildete Schlagflügel aufweist, deren Länge mindestens dem Innenradius des Silos entspricht, wobei das untere Ende der Welle mit der einen Hälfte eines Drehgelenkes verbunden ist, und die andere Hälfte des Drehgelenkes mit einem in der Siloachse nach unten spannbaren Track verbunden ist.
In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel der Erfindung ein Silo für Zement im Schnitt mit der erfin dungsgemässen Reinigungsvorrichtung in vereinfachter Form dargestellt.
Der Silo mit vertikaler Achse und kreisrundem Querschnitt weist eine vertikale Seitenwand 1, einen Trichter 2, eine untere Zutrittsöffnung 3 sowie eine Decke 4 mit einer zentrischen Öffnung 5 auf. Auf der Decke 4 liegt eine Fundamentplatte 6 mit einem Zentrierkranz 7 auf, der in die Öffnung 5 der Decke 4 passt. Die Fundamentplatte 6 weist eine zur Öffnung 5 der Decke 4 koaxiale Öffnung 8 auf.
Durch die Öffnungen 5, 8 hindurch führt eine vertikale Welle 9, die in einem in der Fundamentplatte 6 gelagerten Spurlager 10 sowie in einem in einem Lagerbock 11 abgestützten Radiallager 12 drehbar gelagert ist. Die Welle 9 weist gleiche, unter sich ause tauschbare Wellenstücke 9', von denen in der Zeichnung ein unterstes ganz und ein oberes nur zum Teil dargestellt sind, sowie ein unteres Endstück 9" auf, wobei diese Teile durch in der Zeichnung nicht sichtbare Bajonettverbindungen miteinander starr verbunden sind. Auf der Welle 9 sitzt eine Riemenscheibe 13 mit einer Nabe 14, welche gleichzeitig als Spurring des Spurlagers 10 ausgebildet ist. Jedes Wellenstück 9' weist sechs Bohrungen 15 auf. In einer radialen Gewindebohrung der Nabe 14 ist eine Stellschraube 16 eingedreht.
Durch Hineindrehen der Stellschraube 16 in eine der Bohrungen 15 der Wellenstücke 9' ist die Welle 9 zur Riemenscheibe 13 nebst Nabe 14 axial fest und verdrehungsfest gehalten, und die Welle 9 wird gleichzeitig in der gewünschten Höhenlage gehalten.
Ein auf der Fundamentplatte 6 befestigter Elektromotor 17 mit veränderlicher Drehzahl trägt auf seiner Welle eine Riemenscheibe 18. Die Riemenscheiben 13, 18 bilden mit einem Treibriemen 19 einen Riementrieb 13, 18, 19.
Das Endstück 9" der Welle 9 trägt einen horizontalen Stab 20, dessen beidseits der Welle 9 gelegene Abschnitte gleich lang sind und etwa den dritten Teil des Radius des Silos ausmachen. An jedem Ende des Stabes 20 ist eine Gliederkette 21 befestigt. Jede Gliederkette 21 ist an ihrem äusseren Ende in zwei Teilstränge 22 unterteilt. Jeder Teilstrang 22 trägt an seinem äusseren Ende ein als Profileisenklotz ausgebildetes Schlagstück 23. An jeder Gliederkette 21 ist an einem Punkt, dessen Entfernung zur Silowand 1 ungefähr die Hälfte seiner Entfernung zur Welle 9 beträgt, ein Nebenstrang 24 mit einem Schlagstück 25 angelenkt.
Die Länge der Teilstränge 22 ist so bemessen, dass bei gestrecktem Track 21, 22 die Entfernung der Schlagstücke 23 vom äusseren Ende des Stabes 20 etwas grösser ist, als die Entfernung des äusseren Endes des Stabes 20 von der Seitenwand 1 des Silos, und die Länge der Nebenstränge 24 ist so bemessen, dass bei gestrecktem Track 21, 24 die Entfernung der Schlagstücke 25 vom äusseren Ende des Stabes 20 etwas geringer ist, als die Entfernung des äusseren Endes des Stabes 20 von der Seitenwand 1 des Silos.
Je eine Hälfte des Stabes 20 bildet zusammen mit einer Gliederkette 21, Teilsträngen 22 mit Schlagstücken 23 sowie einem Teilstrang 24 mit Schlagstück 25 einen Schlagflügel 20 bis 25.
Das untere Ende des Endstückes 9" der Welle 9 ist mit der oberen Hälfte 26 eines staubdicht gekapselten Drehgelenkes 26, 27 verbunden. Die untere Hälfte 27 des Drehgelenkes ist mit einem als Drahtseil 28 ausgebildeten Track verbunden. Unterhalb des Trichters 2 ist eine Seilrolle 29 derart angeordnet, dass die Siloacilse eine Tangente zu ihr bildet. Am Fusse des Silos ist eine Seilwinde 30 angeordnet. Das Drahtseil 28 wird durch die Seilrolle 29 oberhalb des Trichters 2 in Siloachsrichtung geführt und unterhalb des Trichters zur Seilwinde 30 umgelenkt.
Mit 31 ist eine am Lagerbock 11 feste Höhenverstellvorrichtung bezeichnet, mittels welcher die Welle 9 in ihrer Höhenlage verändert bzw. festgehalten werden kann, wenn die Stellschraube 16 aus einer der Bohrungen 15 herausgedreht ist.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung arbeitet folgendermassen. Die Fundamentplatte 6 wird auf die Decke 4 des Silos in die vom Zentrierkranz 7 und der Öffnung 5 bestimmte Lage gebracht, in welcher die Welle 9 in der Siloachse liegt. Alsdann wird die Welle 9 mittels der Höhenverstellvorrichtung 31 in diejenige Höhenlage gebracht, bei welcher die zweitunterste Bohrung 15 des unteren Wellenstückes 9' mit der Stellschraube 16 fluchtet, und die Stellschraube wird in diese Bohrung hineingedreht. Im dargestellten Ausführungsbeispiel wäre die unterste Bohrung 15 des unte ren Wellenstückes 9' entbehrlich, da dieses Wellenstück nicht so weit nach oben bewegt werden kann, bis die genannte Bohrung mit der Stellschraube fluchtet, denn der Stab 20 würde vorher an der Unterseite der Deckel 4 anstossen.
Da die einzelnen Wellenstücke 9' gleich und unter sich austauschbar sind, ist aber kein besonderes unterstes Wellenstück vorgesehen. Hernach wird das Drahtseil 28 an der unteren Hälfte 27 des Drehgelenkes 26, 27 befestigt und mittels der Seilwinde 30 gespannt, wobei die Seilrolle 29 das Drahtseil 28 oberhalb des Trichters 2 in der Siloachse hält.
Damit ist die Reinigungsvorrichtung betriebsbereit.
Nun wird der Motor 17 in Betrieb gesetzt und die Welle 9 beginnt zu rotieren. Die Gliederketten 21 werden unter Fliehkrafteinwirkung horizontal gestreckt, und die Schlagstücke 23, 25 schlagen gegen die Materialablagerungen an der Silowand 1 und entfernen diese. Dabei wirken die Nebenstränge 24 mit den Schlagstücken 25, welche auch in horizontal gestrecktem Zustand die Silowand nicht berühren, auf eine innere Schicht von einer gewissen Dicke der Materialanlagerung ein, während die Schlagstücke 23 der Stränge 22 in horizontal gestrecktem Zustand auch auf die äusserste Schicht der Materialablagerungen einwirken. Lage und Verlauf der Stränge 22, 24 sind in der Zeichnung selbstverständlich rein schematisch dargestellt.
Es ist im Einzelfall zu ermitteln, welche Abmessungen der einzelnen Stränge bei gegebenem Silodurchmesser und gegebenen Materialablagerungen die besten Reinigungsresultate ergeben. Durch Regulierung der Drehzahi des Motors 17 kann das Verhalten der Tracke 21, 22, 14 während des Betriebes auf einfachste Weise beeinflusst werden. Insbesondere kann durch nachträgliche Herabsetzung der Drehzahl erreicht werden, dass die Tracke 21 und 22 sich nicht mehr horizontal strecken, sondern dass die Schlagstücke 23 etwas tiefer als der Stab 20 kreisen, und auf diese Weise erhält man eine axial ausgedehntere Reinigungszone.
Ist die von allen vorhandenen Schlagstücken 23, 25 bzw. von allen Tracken 22, 24 erreichbare axiale Zone gereinigt, wird der Motor 17 angehalten, die Welle 9 mittels der Höhenverstellvorrichtung 31 festgehalten, die Stellschraube 16 aus der zweituntersten Bohrung 15 des unteren Wellenstückes 9' herausgedreht, die Welle 9 mittels der Höhenverstellvorrichtung 31 so weit gesenkt, bis die drittunterste Bohrung 15 des unteren Wellenstückes 9' fluchtet und alsdann die Stellschraube 16 in diese Bohrung 15 hineingedreht, das Drahtseil 28 mittels der Seilwinde 30 nachgespannt und die Vorrichtung ist zur Reinigung der nächsten axialen Zone bereit.
Durch ständiges Verschieben der Welle 9 nach abwärts werden alle weiteren unteren axialen Zonen den Schlagstücken 23, 25 bzw. den Tracken 22, 24 ausgesetzt und die Silowand 1 über ihre ganze vertikale Ausdehnung gereinigt.
Wie durch die Bruchlinien oberhalb des Trichters 2 dargestellt, kann der Silo von beliebiger Höhe sein, so dass auch das in der Zeichnung nur zum Teil dargestellte obere Wellenstück 9' für eine Reinigung der unteren Bereiche des Silos nicht genügend lang ist. Es stehen deshalb so viele weitere Wellenstücke 9' zur Verfügung, die sich mittels der erwähnten Bajonettverbindungen an das jeweils oberste der bereits in der Vorrichtung befindliche Wellenstück ansetzen lassen, als zur Reinigung des Silos in seiner ganzen Höhe notwendig ist.
In der Zeichnung sind die Länge der Wellenstücke 9' und die Anzahl und die Abstände der Bohrungen 15 nach Gesichtspunkten guter Anschaulichkeit und nur beispielhaft festgelegt, und es ist jede andere Festlegung nach praktisehen Erfordernissen möglich.
Die Schlagflügel 20 bis 25 sind ausgewuchtet. Es kann jede beliebige Anzahl von gleichmässig am Umfang der Welle 9 verteilten Schlagflügeln vorgesehen werden. Der Stab 20 kann ganz entfallen und die Schlagflügel können über ihre ganze Länge als Tracke ausgebildet sein. Anstelle von Gliederketten könnten auch Seile verwendet werden. Als Schlagstücke sind Klötze aus jedem Stoff genügender Abreibhärte von jeglicher geeigneter Form verwendbar, ebenso besonders kräftige Endglieder von Ketten. Anstelle des Drahtseils 28 kann auch ein Track anderer Art, beispielsweise ein Stahldraht oder eine Kette verwendet werden.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung ermöglicht eine Reinigung von Silos bei geringstem Zeit- und Personalaufwand. Die Anordnung aller Antriebs- und Halteorgane auf einer Fundamentplatte mit Zentrierkranz erlaubt ein müheloses Verbringen und Montieren der Vorrichtung auf dem jeweils zu reinigenden Silo, wobei die Verlängerbarkeit der Welle durch austauschbare Wellenstücke eine gute Transportierbarkeit ergibt und gleichzeitig eine Anpassung an die vertikale Ausdehnung des Silos gestattet. Die Ausbildung wenigstens eines Teiles der Schlagflügel als Tracke erlaubt eine mühelose Anpassung sowohl an die radiale Ausdehnung des zu reinigenden Silos, als auch an die jeweils zu entfernenden Materialablagerungen.
Device for cleaning a silo
The invention relates to a device for cleaning a silo with a vertical axis and a circular cross-section.
Such silos, in particular those for cement, were previously cleaned by hand by knocking off the material deposits adhering to the wall.
This process is not only time-consuming, but also requires hanging work platforms for larger silos and is in any case annoying and harmful to the personnel responsible for cleaning.
The aim of the invention is to create a device for cleaning a silo with a vertical axis and a circular cross-section, which operates reliably with the lowest expenditure of time and personnel. The device according to the invention has a coaxial shaft passing through the roof of the silo, rotatable about its axis by means of a drive device and movable along the silo axis, which at its lower end is fixed at least two evenly distributed around the circumference, at least over a section formed as a track Has flapping wings, the length of which corresponds at least to the inner radius of the silo, the lower end of the shaft being connected to one half of a swivel joint, and the other half of the swivel joint being connected to a track that can be tensioned downward in the silo axis.
In the drawing, as an embodiment of the invention, a silo for cement is shown in section with the cleaning device according to the invention in a simplified form.
The silo with a vertical axis and a circular cross section has a vertical side wall 1, a funnel 2, a lower access opening 3 and a ceiling 4 with a central opening 5. A foundation plate 6 with a centering ring 7 which fits into the opening 5 of the ceiling 4 rests on the ceiling 4. The foundation plate 6 has an opening 8 coaxial with the opening 5 in the ceiling 4.
A vertical shaft 9, which is rotatably supported in a thrust bearing 10 supported in the foundation plate 6 and in a radial bearing 12 supported in a bearing block 11, leads through the openings 5, 8. The shaft 9 has the same, interchangeable shaft pieces 9 ', of which a bottom completely and an upper part are shown in the drawing, as well as a lower end piece 9 ", these parts being connected to each other by bayonet connections not visible in the drawing A belt pulley 13 with a hub 14 is seated on the shaft 9 and is also designed as a track ring of the thrust bearing 10. Each shaft piece 9 'has six bores 15. A set screw 16 is screwed into a radial threaded bore of the hub 14.
By screwing the adjusting screw 16 into one of the bores 15 of the shaft pieces 9 ', the shaft 9 to the pulley 13 together with the hub 14 is held axially fixed and torsion-proof, and the shaft 9 is simultaneously held at the desired height.
A variable speed electric motor 17 fastened on the foundation plate 6 carries a belt pulley 18 on its shaft. The belt pulleys 13, 18 together with a drive belt 19 form a belt drive 13, 18, 19.
The end piece 9 ″ of the shaft 9 carries a horizontal rod 20, the sections of which on both sides of the shaft 9 are of equal length and make up approximately the third part of the radius of the silo. A link chain 21 is attached to each end of the rod 20. Each link chain 21 is at its outer end divided into two partial strands 22. Each partial strand 22 carries a hammer 23 designed as a profile iron block at its outer end. Each link chain 21 has a point at a point whose distance from the silo wall 1 is approximately half its distance from the shaft 9 Secondary strand 24 is articulated with a hammer 25.
The length of the partial strands 22 is dimensioned so that when the track 21, 22 is stretched, the distance of the striking pieces 23 from the outer end of the rod 20 is somewhat greater than the distance of the outer end of the rod 20 from the side wall 1 of the silo, and the length the secondary strands 24 is dimensioned so that when the track 21, 24 is stretched, the distance of the strikers 25 from the outer end of the rod 20 is slightly less than the distance of the outer end of the rod 20 from the side wall 1 of the silo.
One half of the rod 20, together with a link chain 21, partial strands 22 with strikers 23 and a partial strand 24 with striker 25, form a flapping wing 20 to 25.
The lower end of the end piece 9 ″ of the shaft 9 is connected to the upper half 26 of a dust-tight encapsulated swivel joint 26, 27. The lower half 27 of the swivel joint is connected to a track designed as a wire cable 28. Below the funnel 2 is a pulley 29 of this type Arranged at the foot of the silo is a cable winch 30. The wire cable 28 is guided through the cable pulley 29 above the hopper 2 in the direction of the silo axis and is deflected to the cable winch 30 below the hopper.
31 with a fixed on the bearing block 11 height adjustment device is referred to, by means of which the shaft 9 can be changed or held in its height position when the adjusting screw 16 is screwed out of one of the bores 15.
The device according to the invention works as follows. The foundation plate 6 is brought onto the ceiling 4 of the silo in the position determined by the centering ring 7 and the opening 5, in which the shaft 9 lies in the silo axis. Then the shaft 9 is brought by means of the height adjustment device 31 into that height position at which the second lowest hole 15 of the lower shaft piece 9 'is aligned with the adjusting screw 16, and the adjusting screw is screwed into this hole. In the illustrated embodiment, the bottom hole 15 of the Unte Ren shaft piece 9 'would be unnecessary, since this shaft piece can not be moved so far up until the said hole is aligned with the set screw, because the rod 20 would previously hit the bottom of the cover 4 .
Since the individual shaft pieces 9 'are identical and interchangeable, no special bottom shaft piece is provided. Thereafter, the wire rope 28 is attached to the lower half 27 of the swivel joint 26, 27 and tensioned by means of the rope winch 30, the rope pulley 29 holding the wire rope 28 above the funnel 2 in the silo axis.
The cleaning device is now ready for use.
The motor 17 is now put into operation and the shaft 9 begins to rotate. The link chains 21 are stretched horizontally under the action of centrifugal force, and the strikers 23, 25 strike against the material deposits on the silo wall 1 and remove them. The secondary strands 24 with the strikers 25, which do not touch the silo wall even in the horizontally stretched state, act on an inner layer of a certain thickness of the material accumulation, while the strikers 23 of the strands 22 in the horizontally stretched state also on the outermost layer of the Act on material deposits. The position and course of the strands 22, 24 are of course shown purely schematically in the drawing.
It must be determined in each individual case which dimensions of the individual strands give the best cleaning results for a given silo diameter and given material deposits. By regulating the speed of the motor 17, the behavior of the tracks 21, 22, 14 can be influenced in the simplest way during operation. In particular, by subsequently reducing the speed it can be achieved that the tracks 21 and 22 no longer stretch horizontally, but that the strikers 23 circle somewhat deeper than the rod 20, and in this way an axially extended cleaning zone is obtained.
Once the axial zone that can be reached by all of the strikers 23, 25 or by all of the tracks 22, 24 has been cleaned, the motor 17 is stopped, the shaft 9 is held by means of the height adjustment device 31, and the adjusting screw 16 is removed from the second lowest hole 15 of the lower shaft piece 9 ' unscrewed, the shaft 9 is lowered by means of the height adjustment device 31 until the third bottom hole 15 of the lower shaft piece 9 'is aligned and then screwed the adjusting screw 16 into this hole 15, the wire rope 28 is tightened by means of the winch 30 and the device is for cleaning the next axial zone ready.
By constantly shifting the shaft 9 downwards, all further lower axial zones are exposed to the impact pieces 23, 25 or the tracks 22, 24 and the silo wall 1 is cleaned over its entire vertical extent.
As shown by the break lines above the funnel 2, the silo can be of any height, so that the upper shaft piece 9 ', which is only partially shown in the drawing, is not long enough for cleaning the lower areas of the silo. There are therefore as many other shaft pieces 9 'available, which can be attached to the uppermost shaft piece already in the device by means of the bayonet connections mentioned, as is necessary for cleaning the silo in its entire height.
In the drawing, the length of the shaft pieces 9 'and the number and spacing of the bores 15 are determined for reasons of clarity and only by way of example, and any other determination is possible according to practical requirements.
The flapping wings 20 to 25 are balanced. Any number of flapping wings evenly distributed around the circumference of the shaft 9 can be provided. The rod 20 can be omitted entirely and the flapping wings can be designed as a track over their entire length. Ropes could also be used instead of link chains. Blocks made of any material of sufficient abrasion hardness and of any suitable shape can be used as striking pieces, as can particularly strong end links of chains. Instead of the wire rope 28, another type of track, for example a steel wire or a chain, can also be used.
The device according to the invention enables silos to be cleaned with the least amount of time and personnel. The arrangement of all drive and holding elements on a foundation plate with a centering ring allows the device to be moved and installed effortlessly on the respective silo to be cleaned, the extendibility of the shaft through exchangeable shaft pieces making it easy to transport and at the same time allowing adaptation to the vertical expansion of the silo . The formation of at least some of the flapping wings as a track allows effortless adaptation both to the radial expansion of the silo to be cleaned and to the material deposits to be removed.