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Behälter mit pneumatischer Selbstentleerung Die Erfindung betrifft
eine Vorrichtung zur Aufspeicherung und Entleerung von pulverförmigem oder feinkörnigem
Massengut und insbesond'ere einen fahrbaren Behälter mit pneumatischer Selbstentleerung.
Der erfindungsgemäße Behälter ist vorzugsweise für die Beförderung und Entleerung
von großen Mengen eines trockenen, pulverförmigen Gutes, wie Mehl und andere Nährmittel,
feinkörnige Chemikalien usw. bestimmt, die aus den üblichen Behältern nicht ohne
weiteres ausfließen.
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Es ist bekannt, daß Mehl besonders leioht von Mehlkäfern befallen
wird, wenn es längere Zeit in einem Behälter aufbewahrt wird, und daß ein größerer
Mehlbehälter nur mit Hilfe von komplizierten und teueren Einrichtungen einwandfrei
entleert werden kann. Infolgedessen ist es üblich, daß Mehl aus den Mühlensilos
in große Säcke- abzufüllen, um die Mehlsäcke dann sogar auf große Entfernungen zu
versenden. Dieses Verfahren ist unwirtschaftlich, weil das Abfüllen des Mehles und
die Säcke selbst erhebliche Kosten verursachen und weil dabei die Gefahr einer Verunreinigung
des Mehles besteht.
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Bei der Beförderung von manchen pulverförmigen Chemikalien auf große
Entfernungen war es bisher erforderlich, solche Stoffe in kleineren Behältern zu
verladen, weil es keine Möglichkeit für einen Massentransport gab und weil dabei
Verluste und unerwünschte Ablagerungen der Chemikalien entstanden. So waren z. B.
bei der Beförderung von besonders wertvollen Chemikalien, wie Adipinsäure, in großen
Behältern die Verluste beim Entladen so groß, daß diese Art des Massentransports
zu unwirtsohaftlieh war. Dazu kam der Nachteil, daß bei nicht ganz vollständiger
Entleerung des Behälters dann andere Chemikalien wegen der Gefahr einer Verunreinigung
nicht in demselben Behälter befördert werden konnten.
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Für die Entleerung von Behältern mit pulverförmigem Gut ist es daher
üblich geworden, besondere Vorrichtungen zu verwenden, die es gestatten, das pulverförmige
Gut pneumatisch aus den Behältern zu fördern. Die bekannten Vorrichtungen für pneumatische
Entleerung bestehen im allgemeinen aus einem geschlossenen Behälter, dessen Seitenwände
und Boden nach einer oder mehreren tiefsten Stellen hin geneigt sind, und aus einem
oder mehreren Saugrohren, die durch den Behälterdeckel bis dicht über die tiefste
Stelle des Bodens hinabführen. Um das pulverförmige Gut in einen fließfähigen Zustand
zu versetzen, ist eine Vorrichtung bekannt, bei der in den unteren Teil des Behälters
über ein Einblassystem Druckluft in das pulverförmige Gut einge
blasen wird. Das
aufgewirbelte Gut kann dann mit den Saugrohren abgesaugt werden. Das Druckgas kann
bekanntlich durch eine luftdichte Kammer, die unter dem Behälterboden angebracht
ist, zugeführt werden. Als Einbl'asvorrichtungen sind Rohrsysteme bekannt, die von
unten in den Behälter hineinragen.
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Durch Schlitze oder Bohrungen in den Rohren kann das Druckgas in das
pulverförmige Gut strömen.
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Es ist ferner bekannt, das Saugrohr mit einem Mantel zu umgeben und
das Fördergas durch diesen Mantel anzusaugen. Durch Schlitze in dem Mantel über
der Gutoberfläche kann der entstehende Staub abgesaugt und mitgefördert werden.
Bei der Entleerung von Behältern, die mit Gütem, wie Mehl, Nährmittel, Chemikalien
usw., beladen sind, kommt es oft entscheidend darauf an, daß der Behälter völlig
ohne Rückstand und ohne Staubverluste pneumatisch entleert werden kann. Ferner ist
es für die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens sehr wichtig, daß das pulverförmige
Gut durch das Druckgas in einen günstigen fließfähigen Zustand versetzt wird, damit
die Entleerung störungsfrei und gut regulierbar ablaufen kann. Außerdem muß verhindert
werden, daß während des Transports Pulver aus dem Behälter durch die Schlitze und
Löcher des Einhlassystems in die darunter befindliche luftdichte Kammer entweichen
kann.
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Die bekannten Anordnungen können diese Aufgaben nicht befriedigend
lösen. Ein aus Rohren bestehendes Einblassystem ragt in den Behälter hinein
und
bildet zwangläufig schwer zugängliche tote Winkel, in denen sich Pulverreste festsetzen
können. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht das Einblassystem aus porösen
Bodenplatten. Da diese den Boden an der tiefsten Stelle selbst bilden, können keine
toten Winkel entstehen. Da der fließfähige Zustand eines Gas-Pulver-Gemisches bekanntlich
besser wird, wenn das Gas aus möglichst vielen und möglichst feinen Öffnungen in
das Pulver eingeblasen wird, bringen die porösen Bodenplatten auch den Vorteil einer
strömungstechnisch günstigeren Entleerung mit sich. Ein Durchtritt des Pulvers durch
die porösen Bodenplatten in die darunter befindliche luftdichte Druckkammer ist
nicht möglich.
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Um eine staubfreie Entleerung des Behälters zu ermöglichen, wird
als Saugrohr ein bekanntes Mantelrohr verwendet. Im äußeren Mantel sind zwischen
der Gutoberfläche und dem Behälterdeckel Ansaugschlitze angeordnet. Ferner sind
die Eintrittsöffnungen für die Luft im oberen Teil des Behälters in möglichst großem
Abstand von dem Saugrohr angebracht und Prallbleche so angeordnet, daß die einströmende
Luft auf die Oberfläche des Gutes hingelenkt wird, bevor sie in das Mantelrohr eintritt.
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Erfindungsgemäß ist der Behälter für pulverförmiges Gut mit pneumatischer
Entleerung durch ein über dem tiefsten Punkt des geneigten Bodens ange ordhetes
Saugrohr, bei welchem mindestens unterhalb des Saugrohres eine Lufteinblasvorrichtung
vorgesehen ist, der durch eine unter dem Boden liegende luftdichte Kammer ein Druckgas
zugeführt wird, welches das im Behälter befindliche Gut in einen fließfähigen Zustand
versetzt, dadurch gekennzeichnet, daß die Lufteinblasvorrichtung aus porösen Bodenpiatten
besteht, das Saugrohr von einem bis über die Gutoberfläche reichenden Mantel umgeben
ist, dem die von außen angesaugte Luft durch über der Gutoberfläche angeordnete
und durch Prallbleche abgedeckte Öffnungen in der Behälterwand zu strömt.
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Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in der
Zeichnung dargestellt: Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt auf der Linie 1-1 von Fig.
2 eines Selbstentladewagens; Fig. 2 ist ein Horizontalschnitt auf der Linie 2-2
von Fig. 1; Fig. 3 ist ein Querschnitt auf der Linie 3 - 3 von Fig. 1 in vergrößertem
Maßstab; Fig. 4 zeigt Einzelheiten der Vorrichtung nach Fig. 3 in vergrößertem Maßstab;
Fig. 5 ist ein Längsschnitt durch den Behälter eines Sattelschleppers auf der Linie
5-5 von Fig. 6; Fig. 6 ist ein Horizontalschnitt auf der Linie 6-6 von Fig. 5; Fig.
7 zeigt Einzelheiten der Vorrichtung nach Fig. 5 (auf der Linie 7-7) im Querschnitt.
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Der Selbstentladewagen für die Eisenbahn nach Fig. 1 hat einen Behälter
4 mit einer Deckplatte 2 und mit Stirnwänden 3, 3', mit Seitenwänden 4, 4' und dem
Boden 5, die zusammen den Behälterraum 6 begrenzen. Zwei Saugrohre 7, 7' sind senkrecht
in der Mitte zwischen den Stirnwänden 3, 3' in gewissem Abstand voneinander und
von den Seitenwänden angeordnet.
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Die Saugrohre 7 und 7' führen durch die obere Deckplatte 2 und das
Wagendach 8 in zwei von den Einlaßschächten 9 und 9', die zum Füllen des Behälterraumes
6 dienen, und sind an ihrem oberen
Ende durch Rohrschellen 10, 10' auf der oberen
Deckplatte 2 abgestützt. Die Rohrschellen sind oben aufgeschlitzt, so daß sie durch
Schraubenbolzen 12, 12' festgezogen werden können, wenn die Saugrohre 7, 7' in der
richtigen Höhe unmittelbar über dem Behälterboden stehen, wobei der Abstand vom
Boden von der Art des Massengutes und von der gewünsohten Förderleistung abhängt.
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Zwischen den Saugrohren 7, 7' und den Mantelrohren 14, 14' sind Abstandsrippen
vorgesehen, die auf den Saugrohren befestigt sind. Die Mantelrohre sind an der Deckplatte
2 mittels Schraubenbolzen 17, 18 bzw. 17', 18' aufgehängt, die an den Rohrenden
angeschweißt oder in geeigneter anderer Weise befestigt sind und durch Bohrungen
in den mit der Deckplatte verbundenen Flanschen 16, 16' hindurchgehen. Mittels dieser
Schraubenbolzen können die Mantelrohre entsprechend der Stellung der Saugrohre höher
oder tiefer eingestellt werden. In den meisten Fällen ist es zweckmäßig, die Mantelrohre
in bezug auf die Saugrohre so einzustellen, daß die beiden Rohrenden in einer Ebene
liegen; doch hängt ihre gegenseitige Lage von der Art des jeweiligen Massengutes
ab.
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Der Anschluß der Saugrohre 7, 7' an einen entfernt liegenden Silo
oder Vorratsbehälter, in den das Gut durch Saugzug gefördert werden soll, ist in
Fig. 3 mit gestrichelten Linien angedeutet.
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In dem Selbstentladewagen nach Fig. 1 und 2 sind in gewissem Abstand
von den Stirnwänden 3, 3' Abschlußwände 20, 20' vorgesehen, so daß dazwischen Luftkammern
20a, 20 b gebildet werden. Die Außenluft tritt durch die Öffnungen 21, 21' in den
Stirnwänden in die Luftkammern und von da durch die Filter 22, 22' in den Behälter
ein. Auf diese Weise wird einerseits die angesaugte Luft gefiltert und andererseits
auch die beim Füllen des Behälters mit pulverförmigem Gut aus dem Behälter verdrängte
Luft vom Staub gereinigt. Die Abschlußwände 20, 20' reichen nicht bis an die Deckplatte
2, an deren Unterseite in gewissem seitlichem Abstand von den Quer- und Längswänden
20, 20' bzw. 30, 30' Prall-23, 23' und 23 a, 23b angebracht sind, so daß die durch
die Öffnungen 21, 21' eintretende Luft zunächst durch die Luftfilter und über die
Oberkante der Absohlußwände strömt und dann von den Prallblechen nach abwärts auf
die Oberfläche des im Behälter befindlichen Gutes gelenkt wird.
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Um das Gut von allen Seiten nach dem tiefsten Punkt des Behälterbodens
hinzuführen, sind zwei Rinnenpaare mit luftdurchlässigem Boden 24, 24' und 25, 25'
vorgesehen, die unterhalb der Saugrohre 7, 7' zusammentreffen. In die Luftkanäle
26, 26' und 27, 27' wird Luft oder ein inertes Gas durch die bei 28 und 29 in Fig.
1 angedeuteten Zuleitungen gedrückt, wozu ein auf dem Fahrzeug stehendes Ge bläse
dient. Die Zuleitungen können aber auch an eine ortsfeste Druckluftanlage an der
Entlaxlestelle des Fördergutes angeschlossen werden. Die selbsttätige Zuführung
des Gutes zu den Bodenrinnen erfolgt durch die besondere Gestaltung der Seitenwände
des Behälters, die in ihrem unteren Teil 30, 30' gegen die Rinnen 24, 25 bzw. 24',
25' geneigt sind, während der Behälterboden in der Mittellinie eine dachförmige
Erhebung hat, deren schräge Flächen 31, 31' unter demselben Neigungswinkel nach
den Rinnen zu abfallen. Der Neigungswinkel ist dabei so gewählt, daß das Gut unter
der Einwirkung
der Schwerkraft von den schrägen Flächen auf die
Rinnen hin rutscht.
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Bei der Entleerung des in Fig. 1 bis 4 dargestellten Selbstentladewagens
wird Druckluft in die Kanäle 26, 26' und 27, 27' eingeleitet, die mit gleichmäßigem
Druck auf der ganzen Länge der Rinnen durch den luftdurchlässigen Boden strömt und
das unmittelbar daraufliegende Gut gleichmäßig durchlüftet, so daß das fließfähig
gemachte Gut dem tiefsten Punkt der Rinnen zufließt. Dann wird in den Saugrohren
7, 7' Unterdruck erzeugt, worauf die Außenluft durch die Filter 22, 22' in den Behälter
und nach den Mantelrohren i4, 14' hinströmt. Da die Eintrittsöffnungen für die Außenluft
an den Stirnseiten des Behälters liegen, muß die Luft über die ganze Oberfläche
des im Behälter befindlichen Gutes strömen. Infolgedessen nimmt die Luft auf diesem
Wege den im Behälter vorhandenen Staub. z. B. Mehlstaub, mit, so daß dadurch die
Gefahr einer Staubexplosion innerhalb des Behälters wesentlich vermindert wird.
Die Luft strömt dann über den oberen Rand der Mantelrohre abwärts zu der Eintrittsöffnung
der Saugrohre, erfaßt das dort liegende Gut und führt es durch die Saugrohre zu
den Einfüllschächten 9, 9' und von da durch die Anschlußleitungen 19, 19' zu dem
entfernt liegenden Silo.
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Der Ausdruck »Durchlüftung« wird in dem Sinne gebraucht, daß entweder
Luft oder ein geeignetes anderes Gas in das Gut eindringt und dadurch die innere
Reibung der Massenteilchen so verringert, daß das Gut fließfähig wird. Die Strömungsgeschwindigkeit
der Luft ist dabei aber nicht so groß, daß die Teilchen von dem Luftstrom mitgenommen
werden.
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Das in dieser Weise fließfähig gemachte Gut bildet einen wesentlich
kleineren Böschungswinkel als das nicht belüftete Gut. Daher kommt das durchlüftete
Gut schon bei einem entsprechend kleineren Neigungswinkel der Förderrinne infolge
der Schwerkraft zum Fließen, wobei die Größe des Neigungswinkels von den Eigenschaften
des zu fördernden Gutes abhängt. Es hat sich indessen gezeigt, daß bei einem Neigungswinkel
von 4 bis etwa 150 praktisch jedes pulverförmige oder feinkörnige Gut nach der Durchlüftung
zum Fließen kommt. Infolgedessen soll der luftdurchlässige Boden des erfindungsgemäßen
Behälters mindestens einen Neigungswinkel haben der dem Böschungswinkel des betreffenden
Gutes in fließfähigem Zustand entspricht.
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Das zugeführte Gas kann auch erhitzt oder unterkühlt sein; in manchen
Fällen kann statt eines inerten Gases auch ein mit dem Gut chemisch reagierendes
Gas verwendet werden, was jeweils von dem besonderen Zustand abhängt, in dem das
Gut sich nach der Förderung aus dem Behälter befinden soll.
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Der luftdurchlässige Boden der Rinnen wird zweckmäßig aus einem dichten
und festen Gewebe hergestellt, kann aber auch aus einem anderen Material bestehen,
dessen Luftdurchlässigkeit nicht wesentlich höher als 1,6 mai'min auf einen Quadratmeter
ist. Die Größe der Durchlässigkeit ist dabei durch die Luftmenge in Kubikmetern
bei 200 C und 25°/o relativer Feuchtigkeit bestimmt, die in einer Minute durch 1
m2 des durchlässigen Materials bei einer Druckdifferenz von 50 mm WS geht.
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Der zum Transport mittels eines Sattelschleppers bestimmte Behälter
gemäß Fig. 5 bis 7 besteht aus den Seitenwänden 33, 33', den Stirnwänden 34, 34',
der Deckplatte 35 und dem Boden 36. In der Mitte
des Behälterraumes 37 ist das Saugrohr
38 mittels eines Spanaringes 40 in der schon beschriebenen Weise (gemäß Fig. 4)
an der Deckplatte 35 aufgehängt. Mit dem oberen Ende ragte das Saugrohr 38 in einen
der Einfüllschächte 39 hinein. Ein Mantelrohr 41 ist mit seinem oberen Ende bei
43 in ähnlicher Weise, wie Fig. 4 zeigt, an der Deckplatte einstellbar befestigt.
Rippen 42 halten das Mantelrohr in gewissem Abstand von dem Saugrohr. Beide Rohre
können auf die schon beschriebene Weise in die richtige Höhenlage über dem tiefsten
Punkt des Behälterbodens gebracht werden.
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Im Behälterboden liegen in der Längsrichtung zwei Rinnenpaare 44,
44' und 45, 45' mit luftdurchlässigem Boden, die von den Stirnwänden nach der Behältermitte
hin geneigt sind. Der Neigungswinkel ist mindestens so groß wie der Böschungswinkel
des fließfähig gemachten Massengutes. In die Luftkanäle 46, 46' und 47, 47' unterhalb
der luftdurchlässigen Rinnenböden wird Druckluft oder ein geeignetes anderes Gas
durch Gebläse 48, 49 oder durch eine ortsfeste Druckluftanlage an der Entladestelle
des Fördergutes zugeführt.
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In der Mitte des Behälterbodens ist eine Querrinne mit luftdurchlässigem
Boden 50, 50' angeordnet die von den Seitenwänden nach der Mitte des Behälterbodens
hin geneigt ist und dicht unterhalb des Saugrohres 38 ihren tiefsten Punkt hat.
In diese Querrinne münden die beiden Zweige der Längsrinnen 44, 45 bzw. 44', 45'.
Die unterhalb der Querrinne angebrachten Luftkanäle 51, 51' sind an ihren oberen
Enden mit den unteren Enden der Längsrinnen 46, 47 bzw. 46', 47' verbunden, so daß
die Druckluft von den Längsrinnen in die Querrinne strömen kann. Ein Auslaßventil
oder Schieber 52 ist unmittelbar unterhalb des Saugrohres 38 als Mittelstück der
Querrinne 50, 50' vorgesehen, um gegebenenfalls den Behälter durch diesen Bodenausiaß
nach unten entleeren zu können. Die Abdeckplatten des Bodenauslasses bestehen ebenfalls
aus einem luftdurchlässigen Material.
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Der Behälter hat mehrere Leitflächen, um das Gut den luftdurchlässigen
Rinnen 44, 44' und 45, 45' zuzuführen. Solche Leitflächen sind die unteren schrägen
Seitenwände 54 und 54', die sich an den Boden der danebenliegenden Rinnen anschließen,
sowie die dachförmigen Schrägen 55 und 55' in der Behältermitte, die zu der Innenseite
der Rinnen führen. Alle Leitflächen sind so gegen die Horizontale geneigt, daß das
nicht durchlüftete Gut infolge der Schwerkraft auf die luftdurchlässigen Rinnenböden
rutscht.
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An der einen Stirnseite 34' des Behälters ist ein Luftfilter 56 in
einer Kammer 57 untergebracht, die durch eine Öffnung 58 mit der Außenluft in Verbindung
steht. Dieses Filter hat dieselbe Aufgabe wie die beiden Filter 22 und 22' an dem
Selbstentladewagen gemäß Fig. 1 bis 4, so daß sich eine weitere Beschreibung erübrigt.
An das obere Ende des Saugrohres 38 kann eine Saugleitung 59 angeschlossen werden,
die zur Entleerung des Behälters mittels Saugzug in einen Silo oder Vorratsbehälter
dient.
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Zum Zwecke der Entleerung des fahrbaren Behälters nach Fig. 5 bis
7 wird Luft mittels der Gebläse 48, 49 oder von einer ortsfesten Druckluftanlage
in die Kanäle 46, 46' bzw. 47, 47' und 51, 51' gedrückt. Die Luft dringt durch die
durchlässigen Böden 44, 44', 45, 45' und 50, 50' in das auf den Rinnen liegende
Gut und macht es fließfähig. Das
durchlüftete Gut fließt darauf
infolge der Schwerkraft von den Enden des Behälters auf den luftdurchlässigen Rinnenböden
44, 44' und 45, 45' bis auf den Boden der Querrinne 50, 50', wo das Gut seitlich
nach der Behältermitte hin abgelenkt und auf die luftdurchlässige Abdeckung 53,
53' des Bodenauslasses 52 geleitet wird. Die durch die Einlaßöffnung 58 und das
Filter 56 in den Behälterraum 37 gesaugte Luft strömt über den größten Teil der
Oberfläche des im Behälter befindlichen Gutes, bevor sie zu dem Mantelrohr 41 gelangt
und nimmt infolgedessen den Staub aus dem oberen Teil des Behälters mit. Durch den
Ringraum zwischen Mantel- und Saugrohr strömt die Luft dann abwärts und reißt infolge
der hohen Strömungsgeschwindigkeit das unterhalb des Saugrohres liegende durchlüftete
Gut nach aufwärts in das Saugrohr. Auf diese Weise wird das Gut aus dem Behälter
in den entfernt liegenden Silo übergeführt.
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Obwohl in der Beschreibung des Ausführungsbeispieles ausschließlich
atmosphärische Luft als Träger und Fördermittel für das pulverförmige Gut aus dem
Behälter zu einem entfernt liegenden Silo genannt worden ist, weil atmosphärische
Luft im allgemeinen das einfachste und billigste Mittel für diesen Zweck ist, kann
auch erhitzte oder unterkühlte Luft oder ein anderes geeignetes Gas verwendet werden,
wenn es erforderlich ist. In den Patentansprüchen umfaßt die Bezeichnung »Luft«
daher auch andere geeignete Gase.
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Die beschriebene Vorrichtung kann auch in Verbindung mit irgendeinem
ortsfesten Behälter in ähnlicher Weise benutzt werden.