DE2333094A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung homogener portionen aus schuettguetern, insbesondere aus rieselfaehigen materialien - Google Patents

Description

HODEG HOCIITEMPEIUTUIiKIJAKTGR- ISJtENNELEnENT GmbH

6H^h Grossauheim, Stadteil Wolfgang 2333094

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung homogener Portionen aus Schüttgütern, insbesondere aus rieselfähigen Materialien.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung gleicher, homogener Portionen aus rieselfähigen Gemischen durch Aufteilung in viele kleine Untermengen, Wiedervereinigung in einem dünnen, zylindrischen Zu laufgefäß und kontinuierlichem Ausfließenlassen in eine der gewünschten Anzahl Untermengen entsprechende Zahl schlanker Gefäße.

Bei der Herstellung und Verarbeitung von Portionen aus rieselfähigen Gemischen verschiedener Komponenten mit unterschiedlichen Eigenschaften ist es oft schwierig, eine homogene Komponentenverteilung zu erzeugen und aufrechtzuerhalten. Verschiedene ordnende Einflüsse, die in ihrer Wirkungsweise schwer zu erfassen und im konkreten Fall oft unvermeidbar sind, wirken im Sinne einer Entmischung. Es ist bekannt, daß diese Schwierigkeiten mit abnehmender Portionsgröße wachsen. Es ist daher von Vorteil, eine möglichst große, sorgfältig gemischte Grundmenge in einem Vielfach-Aufteilverfahren mittels eines an sich bekannten, rotierenden Portionenteilchens in die gewünschte Anzahl Untermengen zu teilen und diese Portionen anschließend so zu handhaben, daß keine Entmischung eintrifft. Tatsächlich ist eine Verbesserung der Homogenität nachweisbar, aber die unvollkommene Mischbarkeit und die Fließvorgänge vor, während und nach der Aufteilung bewirken bei empfindlichen Materialien, wie beispielsweise Kernbrennstoffpartikeln verschiedener Größe, eine deutliche Entmischung, insbesondere, wenn die jeweilige Zu- und Abführung der Portionen durch Ausgießen erfolgt.

Es war daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren, und eine Vorrichtung zu finden, die die Herstellung homogener Portionen aus Schüttgütern gestatten, ohne daß dabei Entmischungen stattfinden.

Es wurde nunmehr gefunden, daß gleiche, homogene Portionen von rieselfähigen Materialien, insbesondere von Gemischen aus schwer mischbaren Komponenten, hergestellt werden können, wenn

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mehrere Untermengen aus solchen Gemischen, die nach dem bekannten Prinzip rotierender Portionenteiler durch Aufsammeln in kreißförmig angeordneten Auffanggefäßen erzeugt wurden, unter weitgehender Vermeidung einer Vermischung wieder in einem Zu laufgefäß vereinigt werden und nacheinander, ohne Unterbrechung des FließVorgangs, in einem zweiten Aufteilvorgang auf die gewünschte Anzahl Untermengen aufgeteilt werden, wobei das Aufsammeln dieser Untermengen in sehr schlanken Gefäßen erfolgt und die Entnahme dieser Untermengen durch Bodenauslässe möglich ist.

Diese erfindungsgemäße Verbesserung dex- Homogenität von Gemischportionen beruht auf der folgender theoretischen Überlegung: Bei vorwiegend eindimensionaler Erstreckung ist eine Anordnung als homogen anzusehen, wenn sie aus genügend kleinen Abschnitten zusammengesetzt ist, die repräsentative Teile einer Grundmenge darstellen. Aus dieser Überlegung leitet sich das folgende erfindungsgemäßes Verfahren ab:

Die Komponenten für das gewünschte Vielfache der geforderten Endportion werden vereinigt und vermischt.- Die entstehende, möglicherweise inhomogene Grundmenge wird in einer Vorstufe mit Hilfe eines bekannten rotierenden Portionenteilers in eine beliebige, nicht zu kleine Anzahl repräsentativer Teilmengen zerlegt. In einer zweiten Stufe werden diese Teilmengen v/ieder vereinigt und nacheinander, jedoch weii^ehend unvermischt und ohne Unterbrechung des FließVorganges, auf die gewünschte Anzahl Endportionen aufgeteilt. Bei diesen wird eine Änderung der Komponentenverteilung dadurch stark behindert, daß sie in sehr schlanken Gefäßen aufgesammelt werden, aus denen sie ans chile -* fiend durch Bodenauslässe entnommen werden können. Die Endportionen sind demzufolge aus so vielen repräsentativen Einzelschichten aufgebaut, wie die Vorstufe Teilmengen enthielt. Bei ausreichend feiner Vorteilung beschränken sich Homogenitätsunterschiede auf Endzonen, die letztlich dadurch bedingt sind, daß der Aufteilvorgang an Anfang und Ende nicht stationär ist. Die Länge dieser unerwünschten Zonen läßt sich vorzugsweise durch einen höheren Schlankheitsgrad der Auffanggefäße verringern. _Q

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Abb.! zeigt schematisch "eine Vorrichtung Tür" das erfindungsgemäße Verfahren. Diese Vorrichtung besteht aus einem rotierenden Vorratsgefäß (l), über das die kreisförmig angeordneten Auffanggefäße (2) mit dem rieseiförmigen Material beschickt werden. Über den Bodenauslaß ((j) des Portionenteilers läuft das Material in ein darunter angeordneten Zulaufgefäß (3) und von dort aus in die ebenfalls darunter angeordneten sehr schlanken Auffanggefäße (4). Durch diese Anordnung wird erreicht, daß die einzeln zugeführten, vorgeteilten Mengen nacheinander und nahzu unvermischt ausfließen und sich nach der Aufteilung ebenso in den einzelnen Zellen anordnen. Durch Bodenverschlüsse (3)f vorzugsweise ringförmige Einfach- oder Mehrfachschieber, können die Portionen einzeln, mehrfach oder gemeinsam unter weitgehender Aufrechterhaltung der Homogenität entnommen werden.

Folgendes Beispiel soll das erfindungsgemäße Verfahren näher erläutern und die Vorteile dieses Verfahrens aufzeigen. Die Dosierung erfolgte mittels einer Voirichtung gemäß Abbildung I:

640 g mit PyroIytkohlenstoff beschichtete (U,Th)0 -Partikeln (U:Th = 1:10, Partikeldurchmesser ca. 65Ομπι, Schüttdichte ca. 2g/cm ) wurden in einem zylindrischen, geschlossenen Gefäß mit I60 g mit Pyrolytkohlenstoff beschichteten UO_-Partikeln (Partikeldurchmesser ca. 400 μπι, Schüttgewicht ca. 1,8 g/cm ) durchmehrfaches Kippen gemischt und dann in das Vorratsgefäß (l) gefüllt. Über die mit 80 Umdrehungen pro Minute rotierende Aufteilungsdüse wurde die Menge auf die 20 Auffanggefäße (2) des oberen Gefäßkran-zes aufgeteilt. Dann wurden diese 20 Gefäße nacheinander in das untere schlanke Zulaufgefäß (3) eingefüllt und dabei übereinander geschichtet. Über die untere Aufteilungsdüse wurde das Material auf die ^O unteren schlanken Auffanggefäße (k) aufgeteilt. Die erste und die zweite Aufteilung dauerten etwa 5 und 6 min. Zur Überprüfung der repräsentativen Aufteilung wurden k Portionen entnommen und bei diesen die beiden Partikelsorten durch Sieben getrennt. Der Anteil der Partikelsorte mit kleinem Durchmesser schwankte nur um höchstens - 0,h Gewichtsprozent. Zur Prüfung der Homo-

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genität der Partikelanordnung in den Geräßen wurden weitere 4 Portionen in schlanke Gefäße überführt und anschließend schichtweise abgetragen. Der Anteil der kleinen Partikeln schwankte in den 20 untersuchten Schichten um * 0,2 Gewichtsprozent.

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Claims (2)

Patentansprüche

1) Verfahren zur Herstellung gleicher homogener Portionen aus

rieselfähigen Materialien insbesondere aus Gemischen mit schwer mischbaren Komponenten, dadurch gekennzeichnet, daß

mehrere Untermengen aus solchen Gemischen, die mit einem bekannten rotierenden Portionenteiler durch Aufsammeln in kreisringförmig angeordneten Auffanggefäßen erzeugt wurden, unter weitgehender Vermeidung einer Vermischung wieder in einem Zu laufgefäß vereinigt werden und nacheinander, ohne Unterbrechung des Fließvorganges, in einem zweiten Aufteilvorgang auf die geA/ünschte Anzahl Untermengen aufgeteilt werden, wobei das Aufsammeln dieser Untermengen in sehr schlanken Gefäßen erfolgt und die Entnahme dieser Untermengen durch Bodenauslässe geschieht.

2) Vorrichtung zur Herstellung gleicher homogener Portionen rieselfähigen Materialien, insbesondere aus Gemischen mit schwer mischbaren Komponenten, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein rotierender Portionenteiler, bestehend aus Vorratsbeälter (l) und kreisförmig angeordneten Auffanggefäßen (2), bei denen die Entnahme von Portionen mittels Bodenauslaß (6) möglich ist, über einem weiteren Portionenteiler mit sehr schlankem Zulaufgefäß (3) und sehr schlanken Auffanggefäßen (4) angeordnet ist, wobei diese Auffanggefäße (4) durch Bodenverschlüsse (5^vorzugsweise ringförmige Einfach- oder Mehrfachschieber, einzeln, mehrfach oder gemeinsam entleert werden können.

PL/Dr.Bre/Mi
27.6.73

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